第一節 創造一個新太陽(2 / 2)

核聚變並不陌生:氫彈爆炸就是一種核聚變反應。但是,氫彈爆炸的巨大能量是在一瞬間釋放出來的。氫彈爆炸式的核聚變反應,簡直就是無羈的“核野馬”,一發而不可收拾。這種核聚變產生的能量是人力無法控製、無法應用的。那麼,怎樣才能能使“核野馬”馴服,使它在人控製下老老實實地工作呢?科學家們的目標是:實現受控核聚變。

受控核聚變是這樣一門學問:怎樣能夠控製核聚變反應,使核聚變在人的控製下持續地進行下去,把核聚變產生的能量慢慢地釋放出來,轉換成熱能、電能及其他形式的能量,造福於人類。

實現受控熱核聚變,必須具備如下必要條件:要把氘和氚加熱到幾千萬度、幾億度的超高溫,這時,燃料變成物質第四態——等離子體形態;要使等離子體粒子密度達到每立方厘米100萬億個;還要使等離子體控製約束1秒鍾以上。這就是核聚變“自發點火”的條件,隻要點著了“火”,然後每秒鍾補充約1克的燃料,熱核聚變反應就能夠持續下去。

那麼,用什麼來“點火”——怎樣才能滿足受控熱核聚變的條件呢?人們想到了強磁場、電子束、離子束等種種辦法,但最有希望的要數高功率激光了。

高功率激光技術是實現激光受控核聚變的關鍵,各國科學家都在這方麵傾注全力攻堅。下麵是我國“神光”實驗室的一個鏡頭:

“轟——”5聲“嘟嘟”發令聲過後,6個熒光屏上突閃一道強光,同時傳來這振奮人心的一聲巨響。兩束高功率激光同時打中含有氘氚的靶球,一瞬間產生千萬度以上的高溫,引起類似氫彈爆炸的核聚變反應,噴射出巨大的能量。這是被譽為“神光”裝置的一次成功試驗。

“神光”是怎麼發出如此奇功的呢?原來,它是一組龐大的高功率激光係統,由成百台光學設備集合成,占地達2000平方米。在這樣的係統中,激光經過10多級放大,瞬間輸出功率高達10億千瓦,比全國總發電功率還要大許多倍。這種強光束在十億分之一到百億分之一秒的極短時間內發射出來,經過光學係統的高度聚焦,打在直徑0.1毫米的燃料靶球上,使物質產生千萬度的高溫、千萬個大氣壓的衝擊波和反衝力,從而引起氫彈爆炸那樣的核聚變反應,釋放出比化學反應大百萬倍的能量。

“神光”實驗室座落在嘉定科學城的上海光學精密機械研究所院內,是我國光學高技術領域裏的重大科研實驗設施。我國高功率激光技術已躍居世界先進水平,在向激光受控核聚變這座科學攻堅的高峰攀登。

受控核聚變一旦實現,將首先用於建造新型的聚變類型的核電站。核聚變發電比核裂變發電安全得多:核聚變堆的放射性物質被固定在反應堆構造物間,不會逸入空氣或隨冷卻水滲漏出去;同時,這類放射性物質的“半衰期”很短,比起核裂變反應堆來,放射性物質的減少要快得多,不會大量產生汙染環境的放射性物質,而且,核聚變燃料在反應堆反應過程中,每秒鍾隻投入大約1克,如果有不測事故發生,可以不失時機地停止供給燃料,反應堆便會迅速關閉,不致發生災難性事件。

激光受控核聚變將是人類的既安全又清潔、取不盡用不完的新能源。它的實現,等於人類創造出一個新太陽!

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