據(jù)英國《每日郵報》12月12日報道,德國科學(xué)家在核能研究上取得重大突破,有望制造出自給自足、不需要外界能量支持就能自行運轉(zhuǎn)的核反應(yīng)堆。這對能源短缺的當(dāng)今社會無疑是個重大利好。
科研突破的核心是一臺機器,它叫“螺旋石7-X”(Wendelstein 7-X),位于德國的格里夫斯華爾德,造價約為10億歐元(約合71億元人民幣),高度超過15米。科學(xué)家們的最終目標(biāo)是,在幾乎不產(chǎn)生廢料的前提下,利用這臺機器通過核聚變產(chǎn)生能量。科學(xué)家們在這一方向上取得了重大突破。
兩個原子的原子核融合能產(chǎn)生核聚變。這一過程在目前已有的核電站中十分常見,能夠產(chǎn)生不少能量?!奥菪?-X”也利用核聚變釋放能量,但它和常規(guī)核反應(yīng)堆的區(qū)別在于,它可能只產(chǎn)生少量、甚至不產(chǎn)生核廢料。
科學(xué)家需要將氫氣加熱到1億攝氏度,使之進入等離子狀態(tài),再將其裝入嚴格密封的特制容器當(dāng)中。如果等離子碰觸到容器壁,后者將在高能之下融化。為了防止容器壁融化,科學(xué)家開發(fā)出了一種名叫“托卡馬克”裝置的容器來承載等離子?!巴锌R克”結(jié)構(gòu)對稱,能夠在超低溫磁鐵和強電流的幫助下“禁錮”住等離子體。
“螺旋石7-X”也是一種“容器”,但可能比“托卡馬克”更為先進,因為它不需要強電流的幫助,就能在容器當(dāng)中創(chuàng)造出一種類似于恒星內(nèi)核的環(huán)境狀態(tài),能夠更加輕松地裝載等離子。
12月10日,科學(xué)家們利用“螺旋石7-X”實現(xiàn)了一項突破性進展。他們把1毫克的氫氣放在“螺旋石7-X”當(dāng)中,將其加熱成為100萬攝氏度的等離子——并且使這一狀態(tài)維持了0.1秒。馬克斯·普朗克等離子體物理研究所的漢斯-斯特凡·博舍博士說:“我們非常滿意。一切都和我們的預(yù)期相符。”
如果一切順利,科學(xué)家們下一步就要提高等離子的溫度,并且把它裝到比“螺旋石7-X”體積更大的容器中去。新容器名叫“國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆”(ITER),正在法國修建。如果ITER也取得成功,將是能源界的重大突破??茖W(xué)家們只需要在啟動ITER時提供能量;一旦啟動,正常運轉(zhuǎn)起來之后,ITER就變成了一部自給自足的反應(yīng)堆,不再需要外部能量的支持了。
英國核聚變專家史蒂芬·考利說:“‘螺旋石’擁有天然設(shè)計,不需要電流。它利用奇形怪狀的磁鐵產(chǎn)生磁場,控制等離子,使之扭曲。這是實現(xiàn)核聚變的另外一種方法?!笨祭€表示,為了產(chǎn)生能源,我們希望核反應(yīng)堆能夠持續(xù)運轉(zhuǎn),所以,不需要強電流輔助的反應(yīng)堆就顯得非常劃算。
考利還表示,核聚變有希望在不遠的將來就為我們提供源源不斷的能量。這有可能在幾十年內(nèi)就能實現(xiàn)?!拔覀儸F(xiàn)在已經(jīng)足夠接近,可以嘗鮮了”他說。來源:中國日報