據(jù)英國《每日郵報(bào)》12月12日報(bào)道,德國科學(xué)家在核能研究上取得重大突破,有望制造出自給自足、不需要外界能量支持就能自行運(yùn)轉(zhuǎn)的核反應(yīng)堆。這對(duì)能源短缺的當(dāng)今社會(huì)無疑是個(gè)重大利好。
科研突破的核心是一臺(tái)機(jī)器,它叫“螺旋石7-X”(Wendelstein 7-X),位于德國的格里夫斯華爾德,造價(jià)約為10億歐元(約合71億元人民幣),高度超過15米??茖W(xué)家們的最終目標(biāo)是,在幾乎不產(chǎn)生廢料的前提下,利用這臺(tái)機(jī)器通過核聚變產(chǎn)生能量??茖W(xué)家們在這一方向上取得了重大突破。
兩個(gè)原子的原子核融合能產(chǎn)生核聚變。這一過程在目前已有的核電站中十分常見,能夠產(chǎn)生不少能量。“螺旋石7-X”也利用核聚變釋放能量,但它和常規(guī)核反應(yīng)堆的區(qū)別在于,它可能只產(chǎn)生少量、甚至不產(chǎn)生核廢料。
科學(xué)家需要將氫氣加熱到1億攝氏度,使之進(jìn)入等離子狀態(tài),再將其裝入嚴(yán)格密封的特制容器當(dāng)中。如果等離子碰觸到容器壁,后者將在高能之下融化。為了防止容器壁融化,科學(xué)家開發(fā)出了一種名叫“托卡馬克”裝置的容器來承載等離子。“托卡馬克”結(jié)構(gòu)對(duì)稱,能夠在超低溫磁鐵和強(qiáng)電流的幫助下“禁錮”住等離子體。
“螺旋石7-X”也是一種“容器”,但可能比“托卡馬克”更為先進(jìn),因?yàn)樗恍枰獜?qiáng)電流的幫助,就能在容器當(dāng)中創(chuàng)造出一種類似于恒星內(nèi)核的環(huán)境狀態(tài),能夠更加輕松地裝載等離子。
12月10日,科學(xué)家們利用“螺旋石7-X”實(shí)現(xiàn)了一項(xiàng)突破性進(jìn)展。他們把1毫克的氫氣放在“螺旋石7-X”當(dāng)中,將其加熱成為100萬攝氏度的等離子——并且使這一狀態(tài)維持了0.1秒。“馬克斯·普朗克等離子體物理研究所”的漢斯-斯特凡·博舍博士說:“我們非常滿意。一切都和我們的預(yù)期相符。”
如果一切順利,科學(xué)家們下一步就要提高等離子的溫度,并且把它裝到比“螺旋石7-X”體積更大的容器中去。新容器名叫“國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆”(ITER),正在法國修建。如果ITER也取得成功,將是能源界的重大突破。科學(xué)家們只需要在啟動(dòng)ITER時(shí)提供能量;一旦啟動(dòng),正常運(yùn)轉(zhuǎn)起來之后,ITER就變成了一部自給自足的反應(yīng)堆,不再需要外部能量的支持了。
英國核聚變專家史蒂芬·考利說:“‘螺旋石’擁有天然設(shè)計(jì),不需要電流。它利用奇形怪狀的磁鐵產(chǎn)生磁場,控制等離子,使之扭曲。這是實(shí)現(xiàn)核聚變的另外一種方法。”考利還表示,為了產(chǎn)生能源,我們希望核反應(yīng)堆能夠持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn),所以,不需要強(qiáng)電流輔助的反應(yīng)堆就顯得非常劃算。
考利還表示,核聚變有希望在不遠(yuǎn)的將來就為我們提供源源不斷的能量。這有可能在幾十年內(nèi)就能實(shí)現(xiàn)。“我們現(xiàn)在已經(jīng)足夠接近,可以嘗鮮了,”他說。
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