欧盟将建国际热核试验堆

电力18讯：杨孝文任秋凌

　　“国际热核试验堆”计划参加国将于12月19日在美国华盛顿决定该计划的最终建设国。目前参加该计划的国家包括欧盟、加拿大、俄罗斯、日本和韩国，中国和美国也于今年初加入。　

　　欧洲科学家希望太阳的威力，给地球创造取之不尽、用之不竭的能源。于是，他们将目光锁定在世界上规模最大也最雄心勃勃的核反应堆国际计划上。核反应堆不是很多国家都有吗？但这个反应堆与目前各国用来发电的反应堆是完全不同的两个概念。现在的核反应堆是依据核裂变原理发展起来的，而科学家们认为，核聚变才会给人类带来无限的安全的能源。于是，欧盟、日本和加拿大展开了激烈角逐―――

　　法国出马志在必得

　　11月26日，欧盟科技部长会议做出一项重大决定：欧盟化解了内部矛盾后全力推举法国的罗纳河口省的卡达拉什(Cadarache)作为建立“国际热核试验堆”(ITER)欧洲唯一的和有力的参选对象。法国官员信心十足地表示，虽然日本和加拿大各有优势，但法国这次是志在必得，一定会全力以赴赢得这项涉及约100亿美元的国际计划！

　　欧盟之所以对这个项目如此另眼相看，不仅因为它是与国际空间站、欧洲加速器、人类基因组计划一样，也是一个大型的国际科技合作项目，还因为它关系着人类的未来。建设热核试验堆的目的是利用氘和氚等氢的同位素在数亿摄氏度的高温下发生聚变反应而产生巨大的“人造太阳能”。与当前核电站的裂变反应相比，核聚变放射性微乎其微，不产生核废料，可循环使用。此外，“国际热核试验堆”计划已十分接近商业化，因此该计划一旦获得成功，将为人类开发新一代战略能源带来一次革命。

　　目前参加“国际热核试验堆”计划的国家包括欧盟、加拿大、俄罗斯、日本和韩国，中国和美国也于今年初加入该计划。这一计划前期建设投资约46亿美元，工程建设预计于2005年开始，用8到10年的时间完成，此后到2030年间还将追加约50亿美元的实验运行资金。由于投资巨大，建设国将从中获得巨大的科技和经济利益。欧盟的西班牙、法国以及日本和加拿大都提出了申请。

　　法国媒体分析，虽然科研机构态度积极，但加拿大政府没有在申办“国际热核试验堆”建设地上进行明确表态，因此实际上已经出局。最终建设地很可能在法国与日本两国中产生。据悉，“国际热核试验堆”计划参加国将于12月19日在美国华盛顿决定该计划的最终建设国。一旦法国胜出，那么卡达拉什将成为地球上最“热”的地方。

　　将“太阳”搬到地球上

　　核聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态。等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体。在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万摄氏度甚至几亿摄氏度时，原子核可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到10的22次方时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行。

　　科学家指出，利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘(读“刀”，又叫重氢)和氚(读“川”，又叫超重氢)聚合成较重的原子核如氦而释出能量。

　　核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。利用激光核聚变原理建造的发电站称为可控聚变能电站，这种电站的主要燃料是氘。氘大量存在于海水的重水之中，特别是海洋表层3米左右的海水里。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。我们日常使用的水中也含有大量的氢，另外，从地壳中开采的氢也可以为聚变反应堆提供大量的燃料。据推算，利用氢聚变可以轻而易举地为人类提供5000万年之久的能源！可以说是真正意义上的取之不尽，用之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。

　　第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续稳定地进行，所以是安全的。目前核电站主要是利用铀核裂变反应释放出的能量来发电的，而铀核裂变会产生放射性裂变产物，如果处置不当，就可能污染环境和威胁人类健康。而聚变能电站由于聚变反应本身不会产生放射性污染，而诱发聚变反应的又是不产生污染的激光，因此，聚变能是一种没有污染的干净能源。

　　与利用核裂变的原子能发电相比，核聚变还具有危险非常小的特征。超重氢虽是放射性物质，但其潜在