在近日舉辦的可控核聚變未來產(chǎn)業(yè)推進(jìn)會上,中核集團(tuán)等25家央企、科研院所、高校組建可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體,中國聚變能源有限公司(籌)揭牌,第一批未來能源關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)任務(wù)發(fā)布。看到消息后,很多人關(guān)心:可控核聚變何時(shí)能投入商用?
核聚變是兩個(gè)輕原子核聚合、生成新的更重原子核,反應(yīng)過程中會釋放巨大能量。太陽就是通過核聚變產(chǎn)生源源不斷的能量,可控核聚變被稱為“人造太陽”。目前可控核聚變有3條主要技術(shù)路線:磁約束、引力約束、慣性約束。主流的托卡馬克裝置屬于磁約束,目前國際主流是利用氫的同位素氘、氚作為核聚變?nèi)剂稀?/p>
從核聚變?nèi)剂峡矗诤Q笾写罅看嬖,氚可以通過地球富含的鋰元素轉(zhuǎn)化。同時(shí)核聚變可用少量燃料收獲巨大能量,1克氘氚燃料聚變所獲能量相當(dāng)于燃燒8噸石油。豐富的燃料儲量和巨大的能量密度,意味著可以實(shí)現(xiàn)“能源自由”。
人類現(xiàn)有的核電站都采用核裂變方式獲取能量,核聚變和核裂變雖只有一字之差,卻擁有核裂變不可比擬的巨大優(yōu)勢?煽睾司圩兌岩坏┘s束失敗,不穩(wěn)定的等離子體將在極短時(shí)間內(nèi)冷卻,不會發(fā)生核災(zāi)難。氘氚可控核聚變的產(chǎn)物主要是中子和惰性元素氦,不會像煤、石油、天然氣等化石燃料那樣產(chǎn)生大量二氧化碳造成溫室效應(yīng),也不會像核裂變那樣生成長壽命的放射性廢物。從聚變過程和產(chǎn)物看,可控核聚變是清潔能源,也是安全能源。
安全性高、能量密度高、資源豐富、環(huán)境友好,這些優(yōu)點(diǎn)讓可控核聚變成為未來能源的重要選擇,也成為世界各國研究和投資的焦點(diǎn)。能源是人類文明的基石,也是國家發(fā)展的重要支撐。對中國而言,無論是考慮國家能源安全,還是考慮經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,可控核聚變都是一個(gè)必須超前布局、高起點(diǎn)謀劃的未來產(chǎn)業(yè)。
我們該如何用“人造太陽”照亮未來?
要有決心,做好頂層設(shè)計(jì)。作為人類理想的未來能源,可控核聚變的實(shí)現(xiàn)難度極高,已成為大國科技競爭的前沿陣地。過去一年多,美國進(jìn)行了4次可控核聚變點(diǎn)火試驗(yàn),創(chuàng)造了多項(xiàng)新紀(jì)錄。在可控核聚變領(lǐng)域攻堅(jiān)克難,我們必須健全新型舉國體制、強(qiáng)化國家戰(zhàn)略科技力量,改革賦能、政策支持,發(fā)揮好“國家隊(duì)”的中堅(jiān)作用和特色優(yōu)勢,才有可能獲得成功。
要有信心,堅(jiān)定持續(xù)投入。核聚變能源距離商業(yè)應(yīng)用還有重重難關(guān)。我們要對這片科技高地的探索之難、耗費(fèi)之巨有充足準(zhǔn)備,也要對中國在該領(lǐng)域的發(fā)展前景有堅(jiān)定信心。中國的可控核聚變技術(shù)正在迎頭趕上世界領(lǐng)先方陣,如2023年8月“中國環(huán)流三號”成功實(shí)現(xiàn)了100萬安培等離子體電流下的高約束運(yùn)行模式。中國也是國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃ITER的項(xiàng)目參與方,正在為人類和平利用核聚變能源貢獻(xiàn)中國智慧。
要有耐心,給足時(shí)間空間。何時(shí)用上可控核聚變能源?各國有不同的時(shí)間表。多數(shù)科學(xué)家認(rèn)為,建成能夠發(fā)電的核聚變示范堆需等到2050年左右。這顯然是一個(gè)面向未來的長期投資。發(fā)展可控核聚變這個(gè)未來產(chǎn)業(yè),既需要技術(shù)的不斷突破,也需要資本的有力保障,更需要給足發(fā)展時(shí)間和容錯(cuò)空間。
“人造太陽”的建造,正處于曙光初露、前路漫漫的攀登階段。看準(zhǔn)目標(biāo),奮力前行,我們必將收獲可控核聚變照亮的燦爛未來。 (本文來源:經(jīng)濟(jì)日報(bào) 作者:佘惠敏)