據(jù)國外媒體報(bào)道，在法國南部普羅旺斯充滿灰塵的高地，工人在17 米 （56 英尺）的巖層下挖掘出一個(gè)巨大的矩形坑洞。利用高處的優(yōu)勢，我可以看到亮黃色的挖掘機(jī)和卡車在巨大的洞窟里邊緣嗡嗡運(yùn)作，就像看到玩具在龐大的施工現(xiàn)場一樣。在我們頭頂上方，火球般的太陽以37攝氏度的高溫炙烤著大地。這些或許是人類最雄心勃勃科學(xué)和工程項(xiàng)目的萌芽階段：在地球上復(fù)制太陽的燃燒模式。 1．托卡馬克核聚變裝置內(nèi)部環(huán)形室  該工程便是2005年由國際科學(xué)組成的研究小組，在法國南部普羅旺斯-阿爾卑斯卡達(dá)拉舍（Cadarache）建造的實(shí)驗(yàn)聚變堆。工程完成后，我們可以獲得很多宇宙中恒星所采用的相同燃燒方式，如太陽的輕核聚變。巨型地下室將會放置一個(gè)73 米（240 英尺）高的，它將嘗試通過氫原子核反應(yīng)來創(chuàng)建無限的能量。自1950年以來，物理學(xué)家們就一直夢想著能夠通過原子核聚變產(chǎn)生廉價(jià)、安全且豐富的能量。在世界各地的研究人員繼續(xù)試驗(yàn)，采用各種方法產(chǎn)生聚變能源。但正如該領(lǐng)域的研究人員所言，這個(gè)夢想一直處于30年后才能實(shí)現(xiàn)的困境。 2．托卡馬克核聚變裝置類似甜甜圈的裝置內(nèi)通過磁場對等離子體進(jìn)行約束  對新能源來源的需要從未更為緊迫。全球能源需求預(yù)計(jì)在2050 年前將翻一番，同時(shí)占份額較大的（目前 85%）來自化石燃料需要大幅下降，如果我們能夠減少碳排放和限制全球變暖。核聚變，很多人認(rèn)為這可能是地球能源利用的答案。它通過氘和氚在高溫高壓條件下聚合作用，帶正電的原子克服他們相互排斥或融合，其結(jié)果便是形成一個(gè)氦原子核和一個(gè)高能量中子，物理學(xué)家則會收集這個(gè)過程所釋放出的能量并且用它來驅(qū)動蒸汽渦輪機(jī)發(fā)電。 3．ITER國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆的位置分布圖像  這一概念被爭論了幾十年，終于在 2007 年由歐洲聯(lián)盟、 中國、 印度、 日本、 韓國、 俄羅斯和美國這些共有占世界人口的一半以上的（34 個(gè)）國家進(jìn)行了一項(xiàng)國際合作計(jì)劃。自那時(shí)以來，增加了兩倍達(dá)到50 億歐元的預(yù)算、 減半規(guī)模的反應(yīng)堆、 推遲日期的完工期限，使得這個(gè)項(xiàng)目在一定程度上失去了它的光芒，其中還帶著一些有點(diǎn)諷刺意味，即該項(xiàng)目被稱為ITER國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃，拉丁語譯為“the way”。 4. ITER國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆托卡馬克裝置  由于他們沒有在陽光下的特殊條件，物理學(xué)家們設(shè)計(jì)了一個(gè)圓環(huán)反應(yīng)室，稱為托卡馬克（tokamak）。氫同位素被加熱到失去電子并形成等離子時(shí)，正是在核聚變的時(shí)候，但要遠(yuǎn)離無法承受此熱度的反應(yīng)堆壁。托卡馬克利用一個(gè)由鈮錫合金超導(dǎo)線圈制成的電磁體形成一個(gè)強(qiáng)大的磁場，來暫停并壓縮氫等離子體。這些問題，加上多個(gè)國家不穩(wěn)定的國內(nèi)預(yù)算約束，意味著該處 2020 年之前不會進(jìn)行第一次實(shí)驗(yàn)。 即使是這樣，他們將只會測試反應(yīng)堆及設(shè)備。第一個(gè)合適的核聚變測試，反應(yīng)氘 (海水中豐富的氫同位素) 和氚（由鋰構(gòu)成），2028年前不會進(jìn)行。雖然那些將會是關(guān)鍵的測試。如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，物理學(xué)家希望能證明它們能夠產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)需要的十倍之多的能量。這項(xiàng)計(jì)劃是在等離子體加熱和冷卻反應(yīng)堆中使用 50 兆瓦，大托卡馬克理論上，在一定范圍內(nèi)應(yīng)能夠提供更大的輸出功率。 5. 國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆中等離子體將達(dá)到1億攝氏度的高溫  如果ITER國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃能在其原則任務(wù)中證明是成功的，那么第一個(gè)示范性的核反應(yīng)堆將會建成，有被用來投入實(shí)際使用、儲存電力生產(chǎn)來產(chǎn)生能量的可能性。事實(shí)上，這些反應(yīng)堆內(nèi)定計(jì)劃2040年實(shí)施，那將是大約30年之后的事情了。但是，如果我們能夠在地球上復(fù)制太陽的燃燒模式，后果將是十分可觀的。一個(gè)真正廉價(jià)能源的時(shí)代到來了，無論在環(huán)境還是經(jīng)濟(jì)方面處于貧困的地區(qū)都會受到這個(gè)計(jì)劃的深遠(yuǎn)影響。令人興奮的是，在某種程度上下一代人可以利用核聚變的能量 |
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