清潔穩(wěn)定且取用不盡 “人造太陽(yáng)”為何如此“神通”?

近日，“人造太陽(yáng)”——中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A(HL-2A)聚變實(shí)驗(yàn)裝置高清全景大圖公布。那么，什么是人造太陽(yáng)?它和我們的生活又有什么聯(lián)系呢?

人造太陽(yáng)技術(shù)屬于可控核聚變，其意義是像太陽(yáng)一樣為人類源源不斷地提供能量。太陽(yáng)其實(shí)就是一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)堆(核聚變是將兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合而形成一個(gè)較重的核，以及一個(gè)很輕的核或粒子的一種核反應(yīng)，在此過(guò)程中，核聚變反應(yīng)將一部分反應(yīng)物的質(zhì)量轉(zhuǎn)化為了能量)，而人造太陽(yáng)就是效仿太陽(yáng)的核聚變?cè)恚瑸槿祟愄峁┤≈槐M、用之不竭的能源。在技術(shù)分類上，人造太陽(yáng)屬于可控核聚變，由人工控制核聚變的能量輸出過(guò)程，確保能量輸出大小滿足人類對(duì)能量的動(dòng)態(tài)需求。

那么，人造太陽(yáng)有哪些優(yōu)勢(shì)呢?中國(guó)工程院院士李建剛表示，“核裂變反應(yīng)會(huì)產(chǎn)生放射性物質(zhì)，但核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘和氚聚合成較重的原子核——氦。”李建剛解釋，穩(wěn)定的氦氣不僅不是污染氣體，反而是一種可用于工業(yè)生產(chǎn)的清潔氣體。此外，核裂變的燃料是鈾，但目前世界上鈾的儲(chǔ)量只能供我們用100年，而核聚變的原料氘在海水中的含量非常高，1升海水中所含的氘，經(jīng)過(guò)核聚變可提供相當(dāng)于300升汽油燃燒后釋放出的能量，“目前海水中的氘儲(chǔ)量如果用于核聚變，可以用1000億到2000億年。”

目前，我國(guó)人造太陽(yáng)技術(shù)正在持續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，但要想讓人造太陽(yáng)的產(chǎn)能和供能成為現(xiàn)實(shí)，必須有幾個(gè)條件：一是1億度以上的高溫，二是長(zhǎng)時(shí)間約束在有限的空間中，三是有足夠高的密度。在高密度的條件下，當(dāng)?shù)入x子體溫度達(dá)到1億度以上，可使數(shù)目可觀的粒子具有足夠動(dòng)能克服原子核之間的斥力而實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)，從而產(chǎn)生可觀的聚變能。現(xiàn)在，我國(guó)的人造太陽(yáng)已經(jīng)達(dá)到了等離子體溫度1億度以上，但是在溫度和時(shí)間上還需要向上億度、數(shù)千秒的目標(biāo)邁進(jìn)，而且需要有可控性，才有可能實(shí)現(xiàn)人類利用人造太陽(yáng)能的目標(biāo)。