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1比1000万:看NIF激光核聚变的现实意义

  ——众所周知,自从三次科技革命以来,能源成为了国家经济的命脉。而地球上的能源是有限的,于是在各个大国之间引发了一些与石油有关或纯粹是为了石油的战争。为了争夺对世界资源与能源的控制权,导致了两场世界大战的爆发。二战后美苏两个超级大国为了争夺资源与能源展开了40多年的冷战。中东石油,南非的黄金和金刚石,扎伊尔的铜矿……

  能源危机正逐渐成为困扰地球的最大难题,随着各种自然资源的消耗,开发新的可替代能源成为全球关注的焦点。核聚变被认为是一种未来的清洁能源,为此各国也积极投入研发。但是前景是光明的,道路往往是曲折的。近日,美国国家点火装置取得重大进展,首次实现了输出能量大于输入能量,这对于创造新能源来说意义非凡。“人造太阳”正冉冉升起,未来激光核聚变能源或许真的能成为现实。

  终极能源实验遭遇坎坷

  自1985年,美苏两个超级大国的领导人在日内瓦发表了一项联合声明,声明中提到两国将“本着全人类的共同利益”开发一种新能源。

  时至今日,这个项目已经演变成21世纪人类最宏大的一场科学活动。如果一切顺利的话,它将一劳永逸地解决人类的能源危机。这就是ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor),全称“国际热核实验反应堆”,它要在地球上制造出人造太阳,消耗50兆瓦的能量,却会输出达到500兆瓦的动力,所需要的仅仅是宇宙中蕴藏丰富的物质:氢。

  该项目一直着眼于原理论证,希望最终描绘出的技术,能填补人类对能源的无止境需求。各个项目参与国的政府对推动该项目的热情一直不减。

  然而据《科学美国人》近期报道,目前为止该项目的预算已经几次翻倍,在工程技术上也存在一些问题,技术流程也很繁琐。比如参与国不是集中资源一同开发,而是先在各自国家生产组件,再运到法国南部ITER所在地去组装。

  而将近一年前ITER还只是地上一个10多米深的大洞,直到最近才刚刚把约100多万立方米的混凝土填下去。项目投入运行的日期也从2016年推至2018年,再推至2020年底。首次净能量输出实验起码要等到2026年,此时距项目开工已20年。

  哪怕是这样,ITER还只是新能源的序幕,就算ITER获得成功,之后还要建造第二代的测试反应堆,只有这些反应堆都运行正常,各地才会建造能够并网发电的核聚变电站。

  在1998年,基于对开支的考虑,美国曾退出了该项目,但美国只负担着整个项目费用的9%。不过其子项目美国国家点火装置(NIF)的研发似乎并没有停止。

  现在看来,NIF大概可以堪称美国有史以来最庞大而昂贵的摆设了。NIF已经超支50亿美元,而进展比计划落后了许多。

  这个位于加州劳伦斯·利弗莫尔实验室的巨大激光装置原本被设计为惯性约束核聚变示范项目。惯性约束是两条并行发展的通向安全利用“太阳威力”的道路之一,另一套或许更可行的方案是磁约束核聚变。

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