終極能源“人造太陽”（上）

旨在最終解決人類能源問題的宏大計劃正在推進，這一計劃的正式名稱是國際熱核聚變實驗堆項目，俗稱“人造太陽”計劃。

人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的。氫彈爆炸時釋放出極大的能量，給人類帶來的是災難。而科學家們卻希望發明一種裝置，可以有效地控制“氫彈爆炸”的過程，讓能量持續穩定地輸出。在人類比較了解的核聚變反應中，氫的兩種同位素氘和氚的聚變效率最高，氘和氚結合變成氦，同時能釋放出巨大的能量。這些能量經轉化后，可以成為電能等各種能量，這就是“人造太陽”的原理。

“人造太陽”項目一旦實現，人類將不必再擔心能源問題。只要往設備不斷輸入氘和氚，在里面發生聚變反應，它就能源源不斷地釋放出能量，而氘、氚可以從海水中提取，廉價而且數量豐富。從1升海水中提取的氘和氚，如果實現完全的聚變反應，釋放出的能量相當于燃燒600升汽油所獲能量。另外核聚變反應不產生溫室氣體及核廢料，原料幾乎取之不盡，幾乎不會危害環境。因此，設備也就永遠轉下去。未來的穩態運行的熱核聚變堆用于商業運行后，所產生的能量夠人類用數億年乃至數10億年。從長遠來看，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”。

核聚變在地球上很少發生，但在太陽上，核聚變每時每刻都在發生，它的發生需要高溫狀態。億萬年來，地球上的萬物靠著太陽源源不斷的能量維持自身的發展。在太陽的中心，溫度高達2 000萬攝氏度，氣壓達到3 000多億個大氣壓。在這樣的高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，并放出巨大能量。幾十億年來，太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置，無休止地向外輻射著能量?？茖W家希望，能夠創造一個類似于太陽環境的裝置，但其困難程度遠遠超出了他們最初的預計。核聚變的難度比核裂變要大得多，因為要讓氘和氚發生聚變反應，氘和氚所處的環境溫度必須達到1億攝氏度以上。在這樣的高溫下，拿什么樣的容器把高溫下的氘氚氣體約束在一起？這樣高的溫度，任何材料都注定無法承受。一旦某個環節出現問題，燃料溫度下降，聚變反應就會自動中止。

另外，“人造太陽”還面臨著兩大問題：一是如何讓高溫持續地產生；二是材料的問題。把材料加熱1億攝氏度，維持1秒鐘沒有問題，常規熱核聚變堆可以到5秒、10秒，超導熱核聚變堆可以到100秒、1 000秒。問題是1 000秒以后能否持續高溫？如何保持連續的穩態的高溫？還有就是材料的承受能力，10秒鐘沒有問題，100秒、1 000秒有沒有問題？最后要連續運行，材料能承受嗎？另外材料如何更換？材料損耗有多快？這將是兩個非常重大的難題。