10月份,中国成立了国际核聚变能源计划执行中心,以更好地推进国际核聚变能源计划有关专项的实施。这项计划的实施,主要是应对全球越来越严重的能源危机、资源枯竭和环境污染。
七年前国际核聚变能源计划(ITER)工程设计完成。欧盟、中、美、日、韩、俄罗斯和印度等7国代表达成一致。根据协定,计划将历时35年,是目前世界上仅次于国际空间站的大型国际科学工程计划。
放射性物质的原子核里,蕴藏着大量的能量。拿铀来说吧,一克铀可产生二千万大卡的热量,相当于二千公斤的石油。科学家发现,用高速粒子当作炮弹去“轰炸”铀的原子核,铀原子就会破裂并释放出巨大的能量。中子这种粒子由于它不带电,是一种理想的炮弹。当中子轰炸铀的原子核的时候,铀原子就变成两个其他原子,并放出两个中子。这两个中子又会成为“炮弹”去轰炸其他的原子核。这样一变二,二变四,四变八,一瞬间就会引起连锁反应,释放出大量的能量。这种原子核的分裂过程叫做裂变反应,放出的能量叫做裂变能。通常所说的原子能就是指像铀这样一些质量很重的化学元素的原子核在裂变反应时释放出来的能量。现在人们已经能够人为地控制原子能,让它缓慢地连续不断地放出能量,从而实现原子能发电。
和裂变反应相反的聚变反应是一些质量很轻的化学元素(如氢、氦等)的原子核聚合起来的过程。聚变反应释放出来的能量叫做聚变能。但是要把带正电的互相排斥的原子核靠拢,甚至聚合起来,就要求原子核具有很高的速度。通常的办法是给原子核加热,使之达到几千万甚至上亿摄氏度的高温,所以聚变反应也叫热核反应。
能产生聚变反应的主要元素是氢的同位素氘和氚。一公斤氘聚变时所释放的能量等于燃烧四万吨石油,这比一公斤铀裂变时所释放出的能量要大二十倍。在辽阔的海洋中,每升海水含有0.02克氘,它在热核反应时放出的能量相当于燃烧六百公斤煤或四百公斤石油。整个地球上海水的总量估计有十三亿七千万立方公里,存储的氘的总量约达二十万亿吨之多,相当于五万亿亿吨石油。因此,人类一旦学会了利用氘的热核能后,人类的能源几乎就会取之不尽,用之不竭了。
目前世界上对原子能的利用日益广泛。现在全世界已经建设起400多座核电站,法国70%的能源来源于核能,美国拥有110多座核电站,我国也建设起了多座核电站。但是,铀的储藏量只能供人类使用一百多年,同时裂变反应的放射性污染很严重,需要特殊的保护装置。相比之下,聚变反应具有无比的优越性。它既无污染,放出的聚变能又比裂变能大得多,而且浩瀚的大海使它有取之不尽的原料。因此,受控热核反应作为崭新的能源进入了人们的视野。相信在不久的将来,浩瀚的海洋会为人类提供新能源 |