英國核聚變實驗創造新紀錄

本報記者樊巍

歐洲聯合環狀反應堆的核心部分。

英國原子能研究所2月9日發布消息稱，在去年12月的實驗中，世界上規模最大的核聚變反應堆——歐洲聯合環狀反應堆(JET)　在5秒內產生了59兆焦耳的持續能量,，打破了該裝置在1997年創下的約22兆焦耳聚變能量的紀錄，創造了新的世界能源紀錄。美國有線電視新聞網(CNN)　表示，科學家認為，該實驗所取得的突破，證明人類獲取一種近乎無限的清潔能源是可能的。

CNN稱，用于此次實驗的歐洲聯合環狀反應堆是目前世界最大的可運作托卡馬克裝置。這是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器，它產生的核聚變反應類似太陽發光發熱的原理。相較于現有的核電站運用核裂變發電，其安全性更高。而核聚變釋出的能量比燃燒煤、石油或天然氣多將近400萬倍，幾乎不會產生廢棄物。英國原子能研究所在聲明中表示，此次實驗結果清楚地展示，核聚變能提供安全、永續低碳能源的潛力。歐洲核聚變研發創新聯盟項目主管唐恩對此表示，“如果我們能維持5秒的核聚變，未來擴大運作規模，就可以維持5分鐘，然后是5小時。”

報道稱，此次實驗采用氘氚混合燃料。為了使聯合環狀反應堆盡可能接近未來的熱核聚變實驗堆條件，研究人員用被和鈣的混合物而不是碳覆蓋等離子體容器壁，因為金屬鈣比碳更耐腐蝕，而且不會像碳那樣過多地與燃料結合。目前國際大規模聚變實驗（ITER）設施正在法國南部的卡達拉奇建設，預計同樣使用笊氤混合燃料，計劃實現產出能量10倍于輸入能量（聚變增益）。報道稱，要想產生凈能量，即“輸出能量是加熱等離子體所需能量的兩倍”這一目標，在卡達拉奇ITER設施“上線”之前是不可能實現的。因此，英國這次實驗是在類ITER條件下創造的世界紀錄。

值得注意的是，中國也在核聚變領域接連取得突破。去年年末，在中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所中，中國全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST）實現了1056秒的長脈沖高參數等離子體運行，創下全球托卡馬克裝置高溫等離子體運行時間最長的紀錄。

EAST裝置實驗運行總負責人、中科院合肥物質科學研究院等離子體所托卡馬克物理研究室主任龔先祖透露，中國的EAST裝置是國際上唯一具備與ITER類似加熱方式和偏濾器結構的磁約束核聚變實驗裝置。上億攝氏度高溫等離子體條件下連續穩態運行是未來聚變發電的必要條件。但龔先祖也坦承，如何能夠把上億攝氏度高溫等離子體運行提升至百秒量級或者是千秒量級，能滿足未來聚變堆要求，仍然面臨著許多挑戰，而且難度和挑戰非常大。

英國劍橋大學工程系的專家托尼·魯斯通也表示，英國這次實驗證明核聚變是可能的，但將核聚變作為日常能源的技術還有很長的路要走。“維持更長的核聚變時間，是將其作為日常能源應用所必需的”。▲