中文字幕第二一区_久久久久在线视频_精品国产自在现线看久久_亚洲精品一区二区三区电影网

       一個正常的燃煤發電站每年會消耗幾百萬噸的燃料，并且排放出更多的二氧化碳。燃煤發電的優點在于簡單易行，但缺點也非常顯著。大量的二氧化碳會破壞大氣層，而且長此以往，燃料將會耗盡。顯而易見，世界需要另外一種能源來代替燃燒產生的能源。

       若干年來，核聚變似乎為這個難題提供了一種解決的方案。使一百噸煤炭發生聚變能夠產生和燃燒一百噸煤炭相同的能量而不產生任何二氧化碳，只需要一小盆水和一個筆記本電腦電池含量的鋰即可。另外，這種方式本身非常安全，幾乎不會產生任何的放射性廢棄物。而且絕對不用擔心人們會將它和核裂變混淆起來，因為雖樣同樣實現了原子核中蘊藏能量的可控化，核聚變反應堆的科學原理與當前的核裂變反應堆依據的科學原理截然不同。這似乎好的令人難以置信了……但，這的確是真的。

       如今一個叫作國際熱核聚變實驗堆（Iter）的聚變反應堆正建于法國，預計將于2020年投入運營。其首要目的是探究聚變能量運用于發電站的可行性。人們都很期待它的成功，而且目前已有建設“示范核電站”并在本世紀世紀30年代開始運營的計劃。

       聚變是太陽持續發光的原因。太陽核心溫度很高，密集分布著電子和質子。大量的氫由于自身重力作用落在太陽上，被高溫分解，于是產生了這些殘留物。在這種極端條件下，兩個質子可以融合在一起，并釋放出能量。若非如此，太陽會在其本身的重力作用下停止燃燒并分解。

       建設核聚變反應堆的目標是利用與上述相同的基本物理學原理在地球上生產能源。事實上，我們力圖比太陽更加高效，因為從每千克產生能量的效率來看，太陽比人體要低幾千倍。而這關鍵不是因為兩個質子聚合釋放的能量少。事實上，與人體中的或燃燒煤炭時發生的普通化學反應相比，核聚變反應中產生的能量要多大約一百萬倍。太陽的低效其實是由于在太陽內部發生的質子聚合反應是極為稀少的：一個質子大約要經過50億年的時間才能發生聚變。

       因此，國際熱核聚變實驗堆將不會聚合氫質子，而將聚合氘和氚。這二者都是氫質子的重量級同位素（氘比氫質子多了一個中子，氚則多了兩個中子）。質量的增加保證了聚變更加容易發生，再加上實驗堆內的反應將會以十倍于太陽核心的溫度進行，以500兆瓦的速率——也就是一個小型發電廠的水平——生產能源是可以實現的。與太陽不同，該實驗堆不能用重力來壓縮等離子體（熱力混合燃料），而是要用磁鐵將其壓縮入環形容器中。氘氚聚合反應產生新的氦核和新的中子，并釋放出能量。氦核用來加熱等離子體，從而減少用外部能源加熱的需求。中子也可以從壁中吸收，對等離子體進行加熱。在反應堆中，這些熱量可以提取出來，并輸送到整個網絡。

       不管用氘還是用氚來創造能源都不是太難，而且至少在未來的幾百年中，這兩種元素都不會耗盡：海水中含有豐富的氘，氚則可以通過使活潑的中子和鋰發生反應來獲取。

       人們過去常常開玩笑說聚變是未來的能源，但這種說法已經不恰當了。用牛津大學能源研究中心主任克里斯·盧埃林·史密斯教授的話說：“如果擁有足夠的錢，我們現在就基本可以建造一個聚變發電站，但是這樣并不省錢。我們的挑戰在于讓聚變發電站安全可靠、能夠參與市場競爭。”這種信心不是毫無根據的，因為核聚變如今已經變成了位于牛津郡卡拉姆的歐聯核磁聚變設備的家常便飯。

       歐聯核磁聚變設備從許多方面看來都是迷你版的國際熱核聚變實驗堆：設計上大同小異，基本原理則完全相同。歐聯核磁聚變設備在過去20年的研究使人們對等離子體特性的了解不斷進步，減少了震動造成的熱損失，也表明了設備效率的提高。這些研究使專家們堅信國際熱核聚變實驗堆的時代已經來臨。不過不可否認的是，挑戰依然存在：人們還需要設計能夠存儲熱量并減少中子損失的材料，還需要證明鋰生成氚的可行性，還需透徹研究等離子體燃燒時的化學性質。

       據估計，國際熱核聚變實驗堆的建設將會花費130億歐元（即105億英鎊），這筆錢跟每年對化石燃料工業的補貼相比是小巫見大巫，國際能源機構估計，僅在2010年一年，化石燃料工業得到的補助就至少達到4000億美元（即2480億英鎊）。另外，國際熱核聚變實驗堆的這一款項還要分給七個成員國（包括歐盟、中國、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國），英國每年只能從中得到幾千萬美元。如果這些資金利用不善，風險就太大了。

       如果我們想不再靠燃燒化石燃料而繼續發展下去，就必須填補一個巨大的空白。除了太陽能以外，其他的可再生能源都不能滿足這個需求，而且目前尚不清楚是否可再生能源能夠便宜到一定程度，使人們愿意放棄購買化石燃料。毫無疑問，全面投資于對各種可再生能源的研究是明智之舉。對于聚變能源來說，最主要的不是我們是否能開發它，而是是否能以人們愿意承擔的價格來開發它。