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    可控核聚变是清洁能源
    Time 2017-07-23 15:32:18 情感驿站 性爱技巧

        文汇报:为什么把EAST称为“人造太阳”?

        黄懿赟:“人造太阳”不是说要在地球上再造一个太阳,而是要在地球上实现太阳里的核聚变反应。太阳是我们现在肉眼能看到的最大的核聚变体,所以,我们将同样用作产生聚变能的EAST称为“人造太阳”。

        从反应方式上来看,“人造太阳”和太阳是相同的。但太阳的聚变人类无法控制,“人造太阳”则代表着我们控制聚变的期待。氢弹爆炸释放的核聚变能量巨大,但那只是脉冲式的,瞬间的能量释放,现阶段无法利用。我们研究核聚变的终极目的就是为社会生产和人类生活提供能源,即发电,追求的是释放时间的持续和物理过程的稳定。

        文汇报:为什么EAST不使用普通工业用电,而去创新发展大功率电源技术?

        黄懿赟:工业用电的电压和电流一般为380伏、几百安。但EAST需要的脉冲电压和电流需要达到几万伏和几千安。如何将通用用电转变为设备用电? 我们必须要再造一个电源,从电厂取电,经过处理,再供往实验室。运行方式上不需要24小时供电,只需要每隔一段时间,就释放一次大功率的脉冲电。其实,这个道理和供水也相近:水厂供水后,有些不会直接喝,而是进行净化和加工后,成为饮料供人食用。但是,脉冲式取电有可能对通用电网造成伤害,这是绝对不能允许的。为此,我们研究了无功补偿和谐波抑制技术,使取电前后电网的运行不会产生太大的差别。

        文汇报:EAST研究重点是什么?黄懿赟:EAST实验时最重要的使命就在于,将等离子体高约束模稳态放电的持续时间加长,为将来核聚变示范电站的运行提供科学和工程技术的可能性、可行性、可靠性。从30秒、60秒到如今的百秒,EAST已经实现了不小的跨越。下一步,我们要将高约束持续时间提升至400秒,并最终实现一亿度、一千秒的目标。

        文汇报:如何理解EAST这样的大科学工程是一个会下金蛋的母鸡?

        黄懿赟:EAST实验也带动了它的子系统的研究,比如超导、辅助加热、大功率电源等。若整个装置要达到终极目标,其中的每一个单元子系统也要拿出顶级表现。最终,当一个总体问题解决后,数十个科学问题也迎刃而解,这便是大科学工程的意义。

        文汇报:我国的核聚变研究在世界上处于什么水平?

        黄懿赟:在核聚变领域,我们研究的特点是“起跑迟、加速快”,工程上,实现了“领跑”?!傲炫堋庇辛讲愫澹菏紫?,核聚变领域有人在跑,这是一个热门项目,公认它是人类未来能源的希望。其次,我们跑得更快。我们用更高的投入产出比,造出了EAST。它具有为ITER预演稳态运行的重要使命。谁在先,谁做的就有参考价值,就能引领研究。

        我在上世纪90年代加入核聚变研究,当时没有外国专家主动和中国人交流。别说我,即便我的老师们,他们带着方便面去国外做实验也只是被安排做一些杂活。因为外国专家仅仅把他们当学生,并不认为中国人有能力研究核聚变。现在,每年有超过4000人次的外国专家来所里交流并预约实验,很多留学生愿意来所里深造。

        文汇报:未来的核聚变电站可能采用氘氚反应,聚变过程中有可能跑出快中子等高能粒子,氚本身也具有放射性。那么,如何理解核聚变是最绿色的能源之一?

        黄懿赟:这要从下面三个层面来解释。原料取之不尽,释放能量巨大。氘在海水中大量存在,氚则可以由锂人工制造。在最好的情况下,“燃烧”一公斤氘相当于四公斤铀,每升海水中的氘聚变能够放出的能量,相当于燃烧300升汽油。

        燃料和产物危害较低,没有重金属元素参与。燃料上看,氘没有危害,氚虽有放射性,但半衰期只有十几年,同半衰期为数亿年的核裂变燃料重金属铀相比,危害小得多。裂变产物毒性很强,火电站释放大量的污染物和温室气体,而聚变产物则是没有危害的氦。

        一旦发生严重事故,核裂变电站的反应无法立即停止,造成的危害会长久的延续下去,切尔诺贝利、福岛……都是前车之鉴。而聚变反应的条件非??量?,一旦出了事故,等离子体约束破裂,反应自动终止。

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