人造太陽(yáng)到底是怎么一回事?。?/p>

【專家解說(shuō)】：一， 所謂“人造太陽(yáng)”，即先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置，也即國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER)建設(shè)工程，是當(dāng)今世界迄今為止最大的熱核聚變實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，旨在在地球上模擬太陽(yáng)的核聚變，利用熱核聚變?yōu)槿祟愄峁┰丛床粩嗟那鍧嵞茉础：司圩兡芤噪盀槿剂?，具有安全、潔凈、資源無(wú)限3大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決我國(guó)乃至全人類能源問(wèn)題的戰(zhàn)略新能源。 二，原理 受控?zé)岷司圩兊臈l件是必須加熱燃料到億萬(wàn)度的高溫，把燃料約束到一個(gè)局部的小空間中。什么物質(zhì)的器皿能夠盛裝上億度的高溫燃料？這成為當(dāng)前最主要的難題。耐火磚、不銹鋼都不可行，必須采用特殊方式來(lái)約束聚變?nèi)剂?。如果沒(méi)有物質(zhì)的器皿盛裝上億度高溫的等離子體聚變?nèi)剂?，可否用磁?chǎng)構(gòu)造一個(gè)磁的容器來(lái)盛裝？這就產(chǎn)生了托卡馬克這類磁約束聚變裝置。使用這個(gè)裝置，其外面大量的大線圈和磁體會(huì)產(chǎn)生一個(gè)環(huán)形的磁容器，在這個(gè)磁容器里面約束、加熱聚變的燃料，讓它發(fā)生聚變反應(yīng)。過(guò)去的60年，近100個(gè)大大小小的托克馬克一點(diǎn)點(diǎn)地貢獻(xiàn)了不同特點(diǎn)的技術(shù)，才使得我們敢于去建造越來(lái)越大的托克馬克聚變裝置。 如何克服巨大的靜電斥力將原子核聚到一起，還要將它們的密度維持在一定水平以防不安全的能量爆發(fā)（如氫彈就是不可控的核聚變）。前蘇聯(lián)科學(xué)家在20世紀(jì)50年代初率先提出磁約束的概念，并在1954年建成了第一個(gè)磁約束裝置—形如中空面包圈的環(huán)形容器“托克馬克（Tokamak）”，又稱環(huán)流器。一般情況下，在超過(guò)10萬(wàn)攝氏度的磁場(chǎng)中，原子中的電子就脫離了原子核的束縛，形成等離子體。帶電粒子會(huì)沿磁力線做螺旋式運(yùn)動(dòng)，所以等離子體就這樣被約束在這種環(huán)形的磁場(chǎng)中，也叫磁籠。億萬(wàn)年來(lái)，地球上的萬(wàn)物靠著太陽(yáng)源源不斷的能量維持自身的發(fā)展。在太陽(yáng)的中心，溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度，氣壓達(dá)到3000多億個(gè)大氣壓。在這樣的高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，并放出大量能量。幾十億年來(lái)，太陽(yáng)猶如一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)裝置，無(wú)休止地向外輻射著能量。 核聚變能是兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合成一個(gè)較重的原子核時(shí)釋放的能量，產(chǎn)生聚變的主要燃料之一是氫的同位素氘。氘廣泛分布在水中，每升水約含30毫克氘，通過(guò)聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油的熱能。采集氘并使之與相關(guān)物質(zhì)聚變產(chǎn)生能量，就是“人造太陽(yáng)”的原理。根據(jù)科學(xué)家的分析，如果我們未來(lái)能建成一座1000兆瓦的核聚變電站，每年只需從海水中提取304公斤的氘就可產(chǎn)生1000兆瓦的電量。照此計(jì)算，地球上僅在海水中就含有45萬(wàn)億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽(yáng)的壽命還要長(zhǎng)。 未來(lái)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的熱核聚堆用于商業(yè)運(yùn)行后，所產(chǎn)生的能量夠人類用數(shù)億年乃至數(shù)十億年。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，核能將是繼石油、煤和天然氣之后的主要能源，人類將從“石油文明”走向“核能文明”。