中國科學院等離子體物理研究所7月5日宣布，國家大科學裝置——世界上第一個全超導托卡馬克（EAST）東方超環(huán)實現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運行，創(chuàng)造了新的世界紀錄。這標志著EAST成為世界上第一個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式運行持續(xù)時間達到百秒量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。
EAST高11米、直徑8米、重達400噸，是我國第四代核聚變實驗裝置，其科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發(fā)生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為“人造太陽”。
這一里程碑性的重要突破，表明我國磁約束聚變研究在穩(wěn)態(tài)運行的物理和工程方面，將繼續(xù)引領(lǐng)國際前沿，對國際熱核聚變實驗堆（ITER）和未來中國聚變工程實驗堆（CFETR）建設(shè)和運行具有重大的科學意義，同時為人類開發(fā)利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。
從技術(shù)角度來看，真正的“人造太陽”可能在短期內(nèi)不能立刻實現(xiàn)，但從長遠來看，中國在此項技術(shù)上的突破，將有助于破解中國的“核電困局”。
眾所周知，這些年來中國經(jīng)濟的高速發(fā)展與高密度的能源消耗緊緊相連，但是隨著環(huán)境保護和節(jié)能減排壓力與日俱增，同時為了減少對海外能源進口的依賴，保障中國能源安全，我國大力發(fā)展清潔能源勢在必行。因此，圍繞是否應(yīng)該大力發(fā)展核電也產(chǎn)生不少爭論，即“核電困局”。
▲EAST成功實現(xiàn)電子溫度超過5000萬度、持續(xù)時間達102秒的超高溫長脈沖等離子體放電。
贊同的一方認為，核電是技術(shù)成熟的清潔能源，與火電相比，不排放二氧化硫、煙塵、氮氧化物和二氧化碳等物質(zhì)；與水電、風電相比，較少受自然條件的約束，發(fā)電規(guī)模穩(wěn)定；與風電、太陽能、生物質(zhì)能、地熱能等相比，發(fā)電規(guī)模大。同時目前的中國核電技術(shù)安全性能比以往大大提高。
反對的一方認為，核電雖然在發(fā)電期間沒有大氣污染和二氧化碳排放，但在工程建設(shè)、維護及拆解過程中，會造成大量的空氣污染和二氧化碳排放；熱島效應(yīng)嚴重，對環(huán)境影響大；核電站會產(chǎn)生帶有核輻射的核廢料。此外，雖然核電站采用很多先進的安全措施，但也難以抵擋極端的自然災(zāi)害、人為事故、軍事攻擊等造成的破壞。
最重要的是，“核電困局”的關(guān)鍵在于現(xiàn)在核電站采用的是核裂變發(fā)電技術(shù)，在運行過程中會產(chǎn)生大量放射物質(zhì)隱患，為此采取的各項對策也都是治標不治本。而如果核聚變發(fā)電技術(shù)取得成功，首先不會產(chǎn)生污染環(huán)境的放射性物質(zhì)，同時受控核聚變反應(yīng)可在稀薄的氣體中持續(xù)穩(wěn)定地進行，因此它是干凈且安全的。
此外，地球上蘊藏的核聚變能十分豐富。據(jù)測算，1升海水中所含的氘，經(jīng)過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。因此，中國“人造太陽”技術(shù)的突破將有助于破解“核電困局”。
