自從人類進(jìn)入工業(yè)化時代以來，能源問題就一直是困擾世界發(fā)展的難題之一。煤、石油、天然氣這些化石燃料不僅儲量有限，而且會給地球環(huán)境造成嚴(yán)重污染，甚至引發(fā)全球氣候變暖。因此，尋找一種清潔、安全、儲量豐富的能源就成為人類數(shù)百年來孜孜以求的夢想。如今這一夢想正在中國科學(xué)家的努力下慢慢變?yōu)楝F(xiàn)實。
4月底，中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院研制的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)即將完成改造升級。EAST是利用可控核聚變反應(yīng)產(chǎn)生電能的實驗裝置，因其具有類似太陽的運行機(jī)制，所以又被稱為“人造太陽”。改造完成后，EAST將挑戰(zhàn)在1億攝氏度的超高溫下發(fā)電100秒的世界紀(jì)錄。如獲成功，將不僅標(biāo)志著我國在可控核聚變領(lǐng)域躋身世界最前列，也預(yù)示著人類有望在不遠(yuǎn)的將來一勞永逸地解決能源問題。
核能由于高效和燃料成本低廉獲得了廣泛的應(yīng)用。世界上現(xiàn)有的核電站都是利用放射性物質(zhì)的核裂變來發(fā)電的。但是其最大的缺點是可能對周圍環(huán)境產(chǎn)生放射性污染，并且核反應(yīng)堆一旦失控還會引發(fā)災(zāi)難性后果。1986年的切爾諾貝利核電站事故造成9.3萬人患癌死亡，前蘇聯(lián)15萬平方公里的地區(qū)受到嚴(yán)重污染，專家估計徹底消除該事故的后遺癥約需800年。但是EAST所利用的核聚變反應(yīng)則不需要放射性物質(zhì)，因此也不會產(chǎn)生放射性污染。更值得一提的是，核聚變的原料氘和氚廣泛存在于海水之中，取之不盡用之不竭。據(jù)專家介紹，一升海能量水通過核聚變所產(chǎn)生的相當(dāng)于300升汽油，地球全部海水中蘊含的能量足夠人類使用上百億年。
正是因為可控核聚變技術(shù)是一項功在當(dāng)代、利在千秋的偉業(yè)，中國從建國之初就極其重視對該領(lǐng)域的探索。早在1955年，錢三強(qiáng)等科學(xué)家便提議開展中國的“可控?zé)岷朔磻?yīng)”研究，這與當(dāng)時國際核物理學(xué)界對核聚變的關(guān)注幾乎是同步的。1984年，我國自主設(shè)計、建造、運行的“人造太陽”環(huán)流器一號(HL-1)建成；1995年我國第一個超導(dǎo)托卡馬克裝置HT-7在合肥建成；2002年我國建成第一個具有偏濾器位形的托卡馬克裝置中國環(huán)流器二號 A(HL－2A)；2006年，世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克裝置東方超環(huán)(EAST)首次等離子體放電成功……這一系列成就讓我國的核聚變研究從無到有、從弱到強(qiáng)，逐漸走在了世界的前列。
2007年，我國加入了國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃。ITER是由世界上30多個國家共同合作的大型工程計劃，目的是通過建造反應(yīng)堆級的核聚變裝置，把“人造太陽”的夢想變?yōu)楝F(xiàn)實。在此計劃中，我國承擔(dān)了ITER10%的采購包，并爭取到了其中最重要的核心設(shè)備“超導(dǎo)磁體”的安裝工程。這標(biāo)志著我國在核聚變的國際舞臺上有了更大的話語權(quán)。
中國之所以數(shù)十年如一日在核聚變領(lǐng)域堅持投入與研究，是因為中國始終以人類命運共同體的理念為指引，主動履行負(fù)責(zé)任大國的使命與擔(dān)當(dāng)，不斷為解決人類問題提供中國智慧與中國方案。在今年的全國兩會上，“碳達(dá)峰”與“碳中和”首次被寫入政府工作報告。實現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)時間緊、任務(wù)重，要求我國必須在未來調(diào)整能源結(jié)構(gòu)，推動構(gòu)建以綠色、低碳能源為主導(dǎo)的新型消費能源體系。而中國“人造太陽”的日漸完善和成熟必將為中國履行“雙碳”承諾增添強(qiáng)大的助力。
據(jù)專家預(yù)測，基于可控核聚變的能源發(fā)電有望在2040年左右實現(xiàn)。我們衷心祝愿，即將挑戰(zhàn)世界紀(jì)錄的EAST，會成為人類獲得永續(xù)清潔能源道路上一座重要里程碑。
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