1997年美国加州《劳伦斯利弗莫尔国家实验室》属下的《国家点火装置》开始兴建
点火装置中的“靶丸”重达28万磅
工程师正在检查“靶丸”
成排的“激光大炮”?
美国能源部(DOE- Department of Energy)今天郑重其事地发布了美国科学家在能源技术上的最新突破,据说可以因此带来取之不尽的清洁能源,摆脱人类对石油的依赖。
这究竟是怎么回事?和现在利用“核反应堆”来获得能源的方法有何不同?由于我这方面的知识十分有限,要读懂这一新闻,十分费劲。
根据报道,按照我个人的粗浅理解,把这一突破性技术,归纳为以下三点:
(1)人类现有的核能源是通过“核裂变”而实现的,缺点是会产生放射性“核废物”,和可能发生“融毁”意外。新技术是通过“核聚变”而产生能量,这是一个与“核裂变”相反的过程,同样会产生能量,好处是不会产生“核废物”,也不会发生“融毁”意外。
(2)“核聚变”是通过一种特殊的“点火装置”来实现的。12月5日,在美国加州《劳伦斯利弗莫尔国家实验室》LLNL属下的《国家点火装置》NIF实验室中,用世界上能量最大的激光“子弹”来冲击“靶丸”中铅笔头大小的燃料颗粒,成功实现了“核聚变”,从而产生了一亿摄氏度的高温,是太阳中心温度的10倍。
(3)“点火”过程是需要消耗能量的,“点火”消耗两个单位的能量,却能释放3.5个单位的能量,也就是说,产生了1.5个单位的“净能量”或“增值量”,这正是科学家60年来所一直努力追求的目标。这一过程虽然在12月5日的实验中仅持续了10亿分之1秒,却足以证明“核聚变”产生“净能量”是可能的。
然而,这一突破性技术离开实际应用还有很长的路要走,也许几年,也许几十年。
值得注意的是,《劳伦斯利弗莫尔国家实验室》本身就是一个专门研究核武器的实验室,“核聚变”与“核裂变”一样,既可以用于发电,也可以用于核武器。
第一个成功的“核裂变”实验装置是1938年在柏林被德国科学家奥托·哈恩、莉泽·迈特纳和弗瑞兹·斯特拉斯曼所制成。人类首次使用核武器是1945年,首次用核反应堆产生出了电能,是1951年12月20日位于爱达荷州Arco的EBR-I的试验反应堆,当时的输出功率为100kW,发出的电仅供应该核反应堆的建筑物,未连接电网。
今天,利用核反应堆的发电能力,美国在容量上位居第一,占全国发电总量的20%。法国的核电占比最高,达70%,如下表所示: