「EAST是中國自主研發的,世界上第一個全超導磁體、非圓截面託卡馬克實驗裝置,它擁有類似太陽的運行機制,因此又有『人造太陽』之稱。」中科院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋雲濤說。
有太陽,為什麼還要造「人造太陽」?科研人員介紹,因為煤、石油、天然氣未來有枯竭的危險,還存在一定的環境汙染。而風能、水能、太陽能等新能源又受限於天氣或地理條件等限制,難以滿足需要。
「可能有人要問,現在不是已經有很多核電站,為什麼還要造『人造太陽』?」中科院等離子體物理研究所王騰博士說,目前的核電站採用核裂變反應,所需要的鈾、鈽等元素儲量有限,還會產生放射性。而「人造太陽」採用的是核聚變反應,所需的原材料之一氘在地球上儲量巨大,幾乎取之不竭、用之不盡。
據測算,1升海水中含有的氘,核聚變反應後可以產生300升汽油燃燒的能量,生成物也沒有危害。因此,核聚變能源被認為是理想的「終極能源」。
未來如果實現了「人造太陽」,能帶來哪些改變?王騰說,改變可能主要有三個方面:首先是能源危機迎刃而解,能源價格將非常低廉,一些因能耗限制而難以開展的活動比如海水淡化、星際航天等,可以大規模開展,進而帶來生產、生活的巨大進步。
其次,核聚變的產物為氦和中子,不排放有害氣體,地球上的溫室效應、酸雨、霧霾將大幅減輕乃至消失,生態環境得到改善。
第三,核聚變能源的原料從海水中就能獲得,人類因能源問題引發的爭端將大為減少,地球會變得更和平。
走進EAST控制大廳,記者注意到總控大屏幕上記錄著已開展的核聚變實驗次數:96914次。
十幾年來,合計超過10000人次的中外科研工作者,在這個大科學裝置上合力衝擊「人造太陽」的夢想,先後實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束等離子體運行、電子溫度1億攝氏度20秒等離子體運行等國際重大突破,也使中國站到了世界核聚變能源研究的最前沿。
這個春節,很多科研人員不休息,將持續對EAST主機進行升級改造,為進一步提高實驗目標做準備。今年,他們將挑戰400秒高約束等離子體、芯部電子溫度1億攝氏度、100秒長脈衝等離子體等新目標。