受控核聚变研究新的里程碑

美国普林斯顿大学等离子体物理实验室近日连创核聚变反应堆产生能量的世界新纪录，美国科学界称之为发展聚变能的一个重要里程碑，为最终开发利用资源丰富、价钱便宜的聚变能铺平了道路。四次实验两次创纪录
普林斯顿大学等离子体物理实验室于１２月９日和１０日进行了４次实验，每次历时约５秒钟，其中包括１秒钟爆发释放聚变能量。９日午夜前在该实验室托卡马克聚变试验反应堆的第一次实验产生了相当于３兆瓦的聚变能量，打破了世界纪录，接着在１０日下午成功地重复作了３次实验，其中最后一次实验产生了相当于５．６兆瓦的聚变能量，刷新了它自己刚刚创造的世界纪录。这次取得的进展有：（１）聚变反应堆产生的能量远远超过以前的纪录。以前的世界纪录是１．７兆瓦，是设在英国牛津附近的欧洲联合环形聚变实验装置在１９９１年１１月９日创造的。这次创的纪录为它的近２倍和４倍；（２）消耗与产生的能量比有很大提高。这次消耗的能量为２０多兆瓦，产生的能量为３兆瓦和５．６兆瓦，比以前的消耗与产生的能量比提高了很多；（３）首次使用氘和氚各５０％的混合燃料，使反应堆内温度达到３亿至４亿摄氏度，引发了强大的聚变反应，过去的实验只使用氘作为燃料，聚变反应没有那么强烈。
普林斯顿大学等离子体物理实验室的这个聚变反应堆是美国能源部耗资１４亿美元建造的。该实验室获得的经费占美国聚变研究年度预算３．３亿美元的大约三分之一。约有５００名科学家和能源部官员在监视屏前观看了实验情况，当看到实验取得成功时，他们高兴极了，鼓掌欢呼，有的科学家激动得眼中噙着眼泪，数十载的研究才导致了这些实验成果。美国能源部长黑兹尔·奥利里称这是２０年来“聚变能领域取得的最重大成就”。能源部聚变能办公室的约翰·威利斯在向实验室工作人员祝贺这一成就时说：“人们在这里进行的研究不是为了他们自己，也不是为了他们的儿女，而是为了他们儿女的儿女。”该实验室主任罗纳德·戴维森说：“这是聚变能发展的一个真正的里程碑。”聚变能与裂变能
核聚变与核裂变是相反的概念。核聚变是某些轻元素的原子核，如氢的同位素氘、氚的原子核在聚合成较重的氦原子核的过程中释放出能量。核裂变是某些重元素，如铀和钚的原子核在分裂过程中释放出能量。原子弹是应用裂变，氢弹是应用聚变。当今世界上所有的商用核电厂都是靠原子核裂变反应产生能量转换成电能。太阳和其他恒星是靠聚变反应产生能量维持的。
核聚变能是未来的理想能源，它干净、安全、取之不尽用之不竭。它具有下列优点：
●无污染。它不同于石油和天然气之类矿物燃料，不产生化学燃烧产物。
●无限供应。氘很容易从水中提取，资源丰富，氚可以用锂元素生产，海水和陆地藏量中含有足够的锂，可供使用数千万年。
●不会发生致命核事故。聚变反应堆中使用的氘氚总量很少，如果反应堆出故障，堆内的原子将撞击反应堆安全壳壁，冷却下来。
●没有什么放射性副产品。聚变只产生微量低放射性材料。这次实验只使用了５克氚。
●无核武器扩散危险。瞄准新目标
普林斯顿大学的科学家今后９个月还将继续实验，他们预期聚变反应堆产生的能量将增加到１０兆瓦，足以供应约３０００户家庭的用电。他们预计消耗与产出的能量比接近于２：１。他们的最终目标是要实现产出的能量大于投入的能量。物理学家们认为，如果目前的一系列实验取得成功，再增建两个更先进的聚变反应堆，到２１世纪３０年代，第一个用于发电的商用聚变反应堆就能开始运转。（钟元贞）