人物：林溪石:探索T粒子之秘研发常温聚变
2014-04-01 10:20:57 来源：科技文摘报评论：0 点击：

本文是科技文摘报2014年三月的一篇文章，作者为我国核物理学专家、沈阳理工大学教授，解放军理工大学硕士生导师、总参沈阳博士后工作站导师林溪石，他首度发现太阳T粒子，T粒子的发现使我们能够实现常温聚变成为可能。

    常温核聚变，又称冷核聚变，是指在理论上接近常温（1000K以下）、常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。核聚变反应中，多个轻原子核被强行聚合形成一个重原子核，并伴随能量释放。冷核聚变是现在所用更正式名称——“低能量核反应”的通俗名称，隶属于凝聚态物质核科学。常温聚变核电技术，由于没有放射性污染，不需笨重的保护隔离装置，因而反应堆可以小型化，并可以广泛应用于船舶、车辆、航空等领域，替代目前的汽油和其他燃料，而且由于零排放，是最清洁的可再生能源。沈阳理工大学核物理教授林溪石通过探索发现和探索太阳T粒子的奥秘，已解决了多项技术难题，正在研发常温聚变核电新技术。

T粒子的发现与研究

    数年前的一次实验中，林教授曾无意间发现一个奇怪的现象，即适当浓度的海水在某种频率的电场照射下会产生高热。凭借着敏锐的科研头脑，他马上意识到这很可能是一种新的物理现象，立即抓住不放，决定查清这桶海水的成分。但是由于这项工作最初主要由助手去做，所以在两年时间中进展甚微。

    原来，海水中富含各种分子、原子和粒子，不仅种类繁多，而且互相结合、结构复杂，这些都给提取造成了困难。林溪石教授决定亲自动手，他首先采用电渗淅法，把海水中的主要成分淡水分离出去，然后采用蒸馏法去掉海水中成分较多的盐类和钠离子、镁离子等，并在剩下的原液中发现了相当不明成分的活跃粒子。林教授将这些粒子暂时命名为T粒子。

    为查明T粒子的详实成分和来源，林溪石教授花费了大量的心血努力。功夫不负有心人，经过数年刻苦钻研，林教授终于发现，原来太阳这颗恒星是个不间断反应着的热核聚变反应堆，它除了发光发热外还以太阳风的形式向宇宙间散发大量的高能粒子，这些粒子以宇宙尘埃的形式在太空中漫游，散落在太阳系各个天体中。其中地球和月亮由于距离太阳较近所以受太阳风的影响也较大，散落的宇宙尘埃比较多，散落在地球的太阳粒子通过江河雨水的搬迁作用基本上都流入大海、溶入海洋中。根据他的计算，一升海水提取的太阳T粒子如果用于发电，其能量相当于300升气油。由于几亿年来的积累，如今地球上的太阳T粒子存量己相当浩大，如果全球所有大洋的海水全部用于发电，足够全人类使用三亿年以上。因此，太阳能T粒子实际上可被视为人类用之不尽的清洁能源。

    科学是没有疆界的，近年来，关于太阳风的研究是国际上普遍关注的热点话题。美国洛斯阿拉莫斯国家实验室行星学家Ｄ·Ｊ·劳伦斯说：“月球上有储量巨大的氦3。这些氦3是太阳风带来的粒子形成的，由于月球上没有河流和海洋，这些氦3只能以矿石的形式存在月球的岩石和土壤中。”而林教授的研究也查明了月球上的氦3和地球上海洋里的T粒子都是来自太阳风的高能粒子，它们的成份是氢的同位素氘。

        虽然已经取得了相当的进展，林溪石教授关于太阳能T粒子核心问题研究却没有就此停滞。通过一名学生“那桶海水为什么会发热”的提问，他决定从成分分析入手，彻查与T粒子有关，亦即氘有关的原子和粒子。林教授找来几名助手和学生，再次开始了夜以继日的艰苦钻研。经过了多个日日夜夜的艰苦奋斗，终于在一天下午，当大家在忙于实验、整理实验报告的同时，林教授得知被查的那桶海水中多了一些氦原子而少了一些氘原子，这是终于发生聚变的特征，实验室里当即沸腾了。

    第二天，林溪石教授召集了负责项目实验工作的所有助手和学生，当众宣布了两点意见要求大家遵守：一、以前所有太阳T粒子的实验全部重做，试验数据和报告一律存档，不准外传和上报。二、我们研究太阳T粒子，目的是用它来发电，解决人类未来能源问题。如果成功其意义不亚于航天工程，但是我们一定要低调，决不可以大吹大擂，即使取得阶段成果，也不能肆意吹嘘，一定要等全部成果真正获得成功，且经过专家鉴定，并取得同行业肯定后再做统一宣传。这要作为一条纪律来执行。

    林教授还针对学生提出的“海水里只有氘，会不会是氘之间聚变”的问题做出了解答。他说，不排除氘之间的聚合，但氘的外层电子坚硬排斥力很大照理不易聚合，不过可以从理论上先研究一下，每个氘原子是二万电子伏二个就是四万个三个就六万个，如果聚变会产生什么新的原子或粒子，而太阳风经过大气层时曾经与大气层的臭氧层碰撞过，会不会在那时产生什么样的变化？他正是这样一步步引导着学生独立思考，带领年轻人在探索太阳能T粒子的道路上不断挺进、奋斗。

实现聚变堆的研发与推动

    关于研究工作，林溪石教授谦逊地表示太阳T粒子在地球上存在已有上亿年，国内外的相关应用也已经有数十年，自己并非首先发现者。目前研究太阳粒子真正的意义是利用其来发电，开发新型清洁能源。

    据他介绍，目前国内外的核电站的反应堆可以归结为三种:热中子堆、快中子增值堆和聚变堆。前两种反应堆是裂变堆，正在应用运行当中，而聚变堆目前仍处于试验研发阶段，估计在五十年内还用不上，但是聚变堆最有前途。笫一、它的核燃料是从海水中提炼的氢的同位素氘（来源于太阳凤带来的T粒子）和人造核素氚，可以说是取之不尽用之不尽的资源。笫二、它几乎没有放射性核废料，不产生任何污染。笫三、它好控制，随时可以关闭停堆，而且安全性极好，甚至可以把核电站建设在人口密集的地方。

    正是因为具备了诸多优点，所以曾有无数科学家前赴后继，想要让聚变堆为民生所用。但是聚变堆的点火和维持反应的条件是需要接近一亿度的高温和一百万个大气压的压力。所以也有人称聚变堆为热堆。这是只有天体才能创造的条件，想要在地球上完成十分困难。

    前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念，并于1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托卡马克(Tokamak)”，又称环流器。一般情况下，在超过10万摄氏度的磁场中，原子中的电子就脱离了原子核的束缚，形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动，所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中，叫做磁笼，也叫磁约束核聚变（托卡马克）。托卡马克后来发展了一套理论，成为核聚变实验装置的标准模式，被全球摸彷，世界各地大大小小各种形式的托卡马克装置如雨后春笋般地冒出来。五十多年来，托卡马克虽然也取得很多成绩，例如加热温度己达到二千万度，持续时间己达数十毫秒级等，但是总的来看，此类装置距实用距离还远得很。为了加快托卡马克的进展，国际上七方决定合作建造一个规模巨大的托卡马克工程，合作建设ITER的七方(欧盟、中国、美国、俄国、韩国、日本及印度)于2005年6月28日达成协议，选定ITER建设地址。这条开发核聚变的道路，将建在法国南部的卡达拉舍，ITER在拉丁语是“道路”的意思。这个开发核聚变耗资超过50亿欧元的项目，其目标是完成输出的电能比输入的电能大的真正发电设备。此前的托卡马克都是输入的电能大于输出电能的耗电设备，因此人们期望着这一工期为五十年的项目工程为人类带来福音和光明。

    针对于国际、和国内研究聚变堆已取得的进展，林溪石教授说：“平心而论，我对五十年来从事托卡马克装置研究并取得成绩的国内外科学家表示敬意，对这个领域所取得的成绩表示高兴和佩服，但是如果从学术角度上来说，我也可以谈一些见解。不对之处，大家可以批评指正。半个世纪以来，托卡马克技术及其理论误导了全世界的核聚变技术研究工作。现在似乎是托卡马克就是核聚变，核聚变就是托卡马克，没有别的路可走。在地球环境下搞人造太阳，科研思路是完全错误的，事实上也很难成功。”他进一步阐述说，“核聚变是不是真的没有别的路可走了呢？答案是否定的。就高温高压的核聚变而言，除了磁约束，还有惯性约束、超声约束等等。除了高温高压的核聚变的路子外，常温核聚变就是一条非常宽广的道路。”

    林教授坚信，在自然界中，绝不会只有一种方法达到一个目的。常温核聚变，又称冷核聚变，是指在理论上接近常温（1000K以下）、常压和相对简单的设备条件下发生核聚变反应。核聚变反应中，多个轻原子核被强行聚合形成一个重原子核，并伴随能量释放。冷核聚变是现在所用更正式名称——“低能量核反应”的通俗名称，隶属于凝聚态物质核科学。他说，现在世界上有多种核电站，而聚变核电站最有前途，其中常温聚变核电站又是最理想的能源。笫一，它的核燃料是从海水中提炼的氢的同位素氘（来源于太阳风带来的T粒子）和人造核素氚，可以说是资源取之不尽用之不尽。笫二、它没有放射性核废料，不产生任何污染。笫三、它好控制，随时可以关闭停堆。安全性极好，甚至可以把核电站建设在人口密集的地方。常温聚变核电技术由于没有放射性污染，不需笨重的保护隔离装置，因而反应堆可以小型化。所以该技术可以广泛应用于船舶、车辆、航空等领域，替代目前的汽油和其他燃料，而且由于零排放，是最清洁的可再生能源。

    为了实现对常温核聚变堆的开发与推动，林溪石教授已经有了全面的计划。他希望能够申请建立太阳T粒子发电技术国家实验室培养人材，为做实验创造条件，随即投入研制3兆瓦的实验电站，成功后再继续研制100万千瓦的示范电站，最后实现逐步推广，争取用二十年时间替代和淘汰全国现有的火电站。为了这一理想，他愿意迎接任何竞争与挑战。说这些话的时候，林教授目光炯炯，充满了坚定和希望。

    林教授接着说，科学技术也需要一个公平竞争的环境，才能发展。就拿核聚变这个学科来说，常温核聚变是近几年才提出来的课题，在欧美和日本很受重视，他们不但建了很多国家实验室，还每年都召开专题学术会议交流研究成果，各国还不同程度地加大了对这项研究的投入，当然常温核聚变技术仍处于探索和实验阶段。但是即使像国际七方合作的ITER项目不也只是个实验项目吗？我国有关部门每年那向人造小太阳这类的项目投入上亿元的科研经费，为什么就不能撒点胡椒面支持一下象常温核聚变这种项目呢？林教授表示很难理解。

个人简介

    林溪石，中国学者，1947年６月出生于中国广东雷卅，1968年２月入伍，1969年10月加入中国共产党，现任中国人民解放军某科研设计院、高级工程师，专业技术一级，少将军衔；并担任沈阳理工大学核物理教授、解放军理工大学硕士生导师、总参沈阳博士后工作站导师。近30年来，先后取得60余项科研成果，其中达到国际先进水平的成果14项，列入我军装备的成果13项。先后获得国家级科技进步二等奖２项，国家级科技进步三等奖多项，军队级科技进步一等奖３项，军队级科技进步二等奖16项。因科技成果突出，曾先后荣立一等功１次，二等功３次，三等功５次；并先后被沈阳军区评为“军区先进科技工作者”、树为“刻苦攻关的科技干部标兵”。1991年被总参评为全军先进科技工作者；1988年3月当选为七届全国人大代表；1990年被国家人事部批准为“国家级有突出贡献的中青年专家”；1991年1月被批准享受国务院政府特殊津贴；作为导师的科研团队获得中央军委颁发的第一届全军优秀人才群体奖，奖金100万元。他本人曾先后两次获得中央军委颁发的全军重大贡献奖，从2003年起至2011年连续九年获得中央军委颁发的优秀科技干部一类津贴，2003年当选十届全国政协委员，2005年“五一”出席全国劳模、英模代表大会，受到党和国家领导人的接见。

冷聚变世界
2014年4月1日

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