英國核聚變實驗創(chuàng)造新紀(jì)錄

英國原子能研究所2月9日發(fā)布消息稱，在去年12月的實驗中，世界上規(guī)模最大的核聚變反應(yīng)堆——歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）在5秒內(nèi)產(chǎn)生了59兆焦耳的持續(xù)能量，打破了該裝置在1997年創(chuàng)下的約22兆焦耳聚變能量的紀(jì)錄，創(chuàng)造了新的世界能源紀(jì)錄。美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）表示，科學(xué)家認(rèn)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(lián)合環(huán)狀反應(yīng)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(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器，它產(chǎn)生的核聚變反應(yīng)類似太陽發(fā)光發(fā)熱的原理。相較于現(xiàn)有的核電站運用核裂變發(fā)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(chǎn)生廢棄物。英國原子能研究所在聲明中表示，此次實驗結(jié)果清楚地展示，核聚變能提供安全、永續(xù)低碳能源的潛力。歐洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)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(guī)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(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆盡可能接近未來的熱核聚變實驗堆條件，研究人員用鈹和鎢的混合物而不是碳覆蓋等離子體容器壁，因為金屬鎢比碳更耐腐蝕，而且不會像碳那樣過多地與燃料結(jié)合。

目前國際大規(guī)模聚變實驗（ITER）設(shè)施正在法國南部的卡達拉奇建設(shè)，預(yù)計同樣使用氘氚混合燃料，計劃實現(xiàn)產(chǎn)出能量10倍于輸入能量（聚變增益）。報道稱，要想產(chǎn)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(biāo)，在卡達拉奇ITER設(shè)施“上線”之前是不可能實現(xiàn)的。因此，英國這次實驗是在類ITER條件下創(chuàng)造的世界紀(jì)錄。

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

EAST裝置實驗運行總負(fù)責(zé)人、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)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(jié)構(gòu)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(xù)穩(wěn)態(tài)運行是未來聚變發(fā)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(zhàn)，而且難度和挑戰(zhàn)非常大。

英國劍橋大學(xué)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(shù)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(yīng)用所必需的”。