第一章 走進技術世界一、技術的價值

　　只有較輕的原子核才能發生核聚變，比如氫的同位素氘、氚等，它們也是自然界最容易實現的聚變反應物質，這種反應已經在太陽上持續了50億年。核聚變過程放出的能量要遠遠比核裂變大。

　　“人造太陽”的原理，就是在真空室內加入少量氫的同位素氘或氚，在高溫下，這些原子核中的電子脫離了束縛，形成等離子體，然后通過提高其密度、溫度使其發生聚變反應以得到巨大的能量。

　　反應條件：反應的溫度需達到五千萬攝氏度以上

　　要實現這個目標有個非常苛刻的條件，就是參與反應的等離子體溫度必須要達到五千萬攝氏度以上，如果不能達到這個溫度，兩個原子核會互相排斥，沒有辦法靠近，就不可能發生聚變反應。

　　反應裝置：有強大磁場的“托卡馬克”

　　但這樣高的溫度拿什么容器來裝它們呢？

　　“我們所用的是一種叫做‘托卡馬克’的裝置，里邊有強大的磁場。這種磁場是環形的，看不見，摸不著。正是依靠這種磁場產生的磁力線才能把炙熱的高溫等離子體托舉在真空室內，不讓它們與任何容器接觸以免損壞容器。”

　　反應原料：從海水里提取的氫和氫的同位素氘和氚

　　“有一種說法是海水變能源。聚變的原料是氫和氫的同位素氘和氚，而這些物質在海水里大量存在。”吳主任說，“這些物質也很容易提煉出來，提煉過程也不會產生任何污染，不像我們現在挖煤、開采石油等對環境污染嚴重。”

　　從地球目前的海水資源來看，這種資源基本上是無限的。

　　他介紹，有一個換算，在聚變條件下，我們用一公斤海水提煉出的氘和氚，聚變所釋放的能量相當于300升的汽油放出的能量。按照現在能源消耗水平，甚至再考慮到以后發展來看，保守的估算，地球上的海水如果作為聚變的原料，可以維持人類能源需求幾百億年。

　　能量收集：能量被水、液態鋰等冷卻介質帶出

　　和現在的核裂變反應堆一樣，核聚變所產生的能量可以通過布置在周圍的一些冷卻介質如水、液態鋰等被帶出，之后通過熱交換器去推動汽輪機組去發電。

　　“這方面的技術根本不需要再花精力研究，直接可以從現在已經可以成功運行的核裂變反應堆照搬過來。”

　　安全問題：產生的等離子體被磁場牢牢束縛

　　在幾千萬乃至上億攝氏度的高溫下發生反應，安全無疑成為最受關注的問題。

　　吳維越主任說，核聚變裝置只有在發生聚變反應的時刻才會有一些中子輻射，一旦反應結束就不會有中子輻射。建造在等離子體所的east裝置由于其大廳是全封閉式構造，四周墻壁的厚度達到1.5米，屋頂的厚度為1米，所以其中子輻射不會影響到大廳之外的環境中。

　　“人造太陽”會不會發生爆炸呢？吳主任說，加入到east裝置真空室內的原料是少量的，所以真空室氣體密度非常低，核聚變反應率不會很高，而且產生的等離子體被磁場牢牢地束縛住，是很安全的。即使發生了想象中最壞的事故，也只是對實驗和裝置有影響，周圍地區的人群不用疏散。即便將來達到了建設反應堆的規模，它也是非常安全和干凈的，遠比現有的能源對人類環境的有害影響小。

　　同時“人造太陽”所用原料本身就是非常純凈的，遠非裂變原料如具有鈾等元素所具有的強烈輻射性，因此聚變能源一直被科學家們稱之為干凈的、無限的、可持續發展并且是一勞永逸的徹底解決人類能源問題的理想能源。