未來能源的大哥大是它

沈葉華

我們知道，地球上的非再生能源已告急，煤炭、石油、天然氣剩下的越來越少，開采的難度、成本越來越高，未來50年內(nèi)或?qū)⒊霈F(xiàn)短缺。而且，在使用這些能源時都會排放廢氣，制造霧霾污染空氣，造成溫室效應(yīng)等，這就像我們喜歡吃的炸雞薯條，很美味卻多少會損害健康。

雖說水力、風(fēng)力、太陽能、原子能都可以利用，但使用這些清潔能源時，在選址、發(fā)電量等方面都受環(huán)境的限制，不然早使用許多年了，為啥現(xiàn)在能源還這般緊缺呢？

不過，辦法總比困難多。英雄所見略同，世界上的科學(xué)家都想到一起了——利用核聚變發(fā)電。

大家聽清了啊，是核聚變，不是核裂變，一字之差，把核裂變甩出幾條街呢！核裂變發(fā)電，就是我們早已用上的原子能發(fā)電。由于有過切爾諾貝利和福島等核電站泄漏造成巨大災(zāi)難的教訓(xùn)，以核裂變發(fā)電的核電站建設(shè)就減慢了前進(jìn)的步伐，有些國家甚至完全中止了步伐。那么，核聚變是何方神圣？為什么要請這尊“神”？

科學(xué)家說，核聚變好比一個“迷你太陽”——它的發(fā)電方法是拷貝太陽發(fā)光發(fā)熱的方法。用兩個質(zhì)量小的原子核，通常是氫的兩個同位素氘和氚，使用高溫高壓令它們碰撞并聚合在一起，生成一個質(zhì)量更重的新的原子核，比如氦，在這個過程中會釋放出巨大的能量。

我們來看看核聚變這個“巨大的能量”有多大。現(xiàn)在我們已使用的能源中，發(fā)電能力最強的是核裂變（利用鈾-235原子能發(fā)電）。人們已在使用的核能，比如用1千克鈾-235核裂變可以驅(qū)動小汽車跑1 770 000公里，相當(dāng)于從地球到月球的兩個來回;未來核聚變產(chǎn)生的能量比核裂變的還要高出5～10倍！

不要以為產(chǎn)生核聚變的原料很金貴，其最主要的原料氘可以從海水中提取，每升海水可提取0.03克的氘（每克氘的提煉成本是1美元），這0.03克的氘經(jīng)與氚核聚變，產(chǎn)生的能量相當(dāng)于300升汽油。氚可以從鋰中提煉，鋰藏于礦石、鹽湖等地質(zhì)中。地球上僅海水中的氘就夠人類用100億年！

核聚變對環(huán)境的危害比較小，它不產(chǎn)生二氧化碳，不會破壞臭氧層，核聚變后的廢料過一段時間后就沒有放射性了，處理簡單，不成問題。

核聚變發(fā)電既然有那么多的好處，為啥不趕快投入生產(chǎn)？人們用上它，不就一勞永逸地解決能源供應(yīng)的難題了嗎？原來，核聚變的原料雖不難尋找，但讓氘和氚發(fā)生核聚變的裝置卻很復(fù)雜，現(xiàn)在科學(xué)家對這個問題還感到很棘手。

從20世紀(jì)50年代開始，世界各國的科學(xué)家就致力于核聚變的民用開發(fā)，經(jīng)過將近70年的努力，如今有了初步的研究成果。國際熱核聚變實驗堆（ITER），這個世界上最大的核聚變裝置正在法國南部建造。該工程由35個國家（包括中國）共同出資，合作興建。至2017年建造工程已過半，預(yù)計2021年完工，開始實驗。如果進(jìn)展順利，2050年之前核聚變的電能就將接入電網(wǎng)，源源不斷地輸送給千家萬戶。

一旦這個取之不盡的能源寶藏打開了，能源富足且價格低廉，對于未來的人們，它將提升生存的格局，打開廣闊的新天地。那時，農(nóng)業(yè)不再只依賴陽光，電能也能提供光源，有光就有農(nóng)作物的光合作用，高緯度地區(qū)一年四季都可以種植糧食，充足的光合作用使蔬菜、水果一星期就有收成;還可建筑深埋地下的現(xiàn)代城市，地下城市燈火通明、亮如白晝，商場、游樂場、歌舞廳流光溢彩。說不定，那時宇宙飛船的票價跟白菜的價格差不多，節(jié)假日人們可以去月球進(jìn)行“環(huán)月游”。

除了國際熱核聚變實驗堆，世界多國如美國、中國、英國等也都在獨立研發(fā)核聚變發(fā)電。美國麻省理工學(xué)院近期一個新的研究立項，認(rèn)為或許只需15年，就能摸到打開這個能源寶藏的金鑰匙了。

（編輯 文 墨）