21世纪主要能源核聚变能
2014-04-25 21:12:26   来源：   评论：0 点击：

     
     
      已故中科院院士、著名核物理学家王淦昌在“21世纪主要能源展望”的报告中说，目前化石 燃料在能源消耗中的比重仍占绝对优势，但是，此类能源资源有限，污染环境，有温室效应， 因此寻找新的、干净的、安全的理想新能源，成为当代科学技术要解决的重要课题。他说， 在新能源开发中比较现实的是核能，它将逐渐发展成为新世纪的一种主要能源。他同时预测 ，21世纪中后期，核聚变能可能成为核能新秀。

　　核能的释放，通常有两种形式，一种是重核的裂变，即一个重原子核(如铀)分裂两个或多个 中等原子量的原子核，从而释放出巨大的能量；另一种是轻核的聚变，即两个轻原子核(如 氢)聚合成一个较重的核，从而释放出巨大的能量。理论和实践都证明，轻核聚变比重核裂 变释放出的能量要大得多。利用核裂变，人们已经制造出了原子弹，并且通过反应堆加以人 工控制，使其按照人们的需要有序地进行，成功地将核裂变释放出的巨大能量转变为电能， 这就是原子能发电。利用核聚变，人们已经制造出了比原子弹威力更大的氢弹，氢弹是炸性 (无控)核聚变。要使核聚变释放出的巨大的能量转变为电能，即实现核聚变发电。也必须对 核聚变实行人工控制，使其按照人们的需要有的序地进行，这就是受控核聚变，自50年代科 学家提出受控核聚变设想以来，已取得许多重要成果。

　　受控核聚变比受控核袭变要困难得多、复杂得多，因为它必须具备以下3个条件：(1)足够高 的点火温度，需要几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温；(2)反应装置中的气体密度要很低 ，相当于常温常压下气体密度的几万分之一；(3)充分约束，能量的约束时间要超过1秒钟。1991年11月9日，位于英国的联合欧洲核聚变环形装置实验室的科学家们使用氢的同位素氘 氚混合燃料，成功地进行了一次受控核聚变试验，这次试验温度达2亿摄氏度，约束时间持 续 了2秒，经40种不同的检查，证明是一次成功的、真正的核聚变。除欧共体外，美国普林斯 顿大学的托卡马克核聚变反应堆(TFTR)，法国和日本的大型托卡马克装置，均在进行着类似 的研究和试验。1984年，我国在西南物理研究院，建成了中型托卡马克装置——中国环流器 1号，10多年来也取得了许多实验成果。目前，激光技术的发展和进步，使高温点火问题获 得解决，世界上最大的激光器输出功率已达100万亿瓦，足够点燃核聚变之用。此外，利用 超高频微波加热法也可达到点火温度。

　　核聚变发电与核裂变发电相比，具有许多优点，一是聚变能比裂变能要大好多倍，30毫克的 氘通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量；二是资源蕴藏丰富，重核裂变使用的 主要燃料铀，目前探明的储量仅够使用约100年，而轻核聚变用的燃料是海水中的氘，1升海 水可提取30毫克氘，相当于300升汽油；三是成本低，1公斤浓缩铀的成本约为1.2万美元， 而1公斤氘仅需300美元；四是安全可靠，核聚变不产生放射性污染物，万一发生事故，反应 堆会自动冷却而停止反应，不会发生爆炸事故。