東方紅“太陽”昇

位於安徽省會合肥市蜀山湖路的《中科院等離子體物理研究所》是1978年成立的，專門研究等離子體物理和核聚變工程技術，承擔著國家重大科學工程建設，是中國主要的核聚變研究基地。
　

在2009年安徽舉辦的中博會期間，海外華人傳媒來到了這裡參觀訪問。等子體物理研究所的李建剛所長接待了我們。出生於六十年代的李建剛所長從2001年12月就擔任等離子物理研究所所長，是國際專業委員會主席，主持和領導HT-6M 託卡馬克、HT- 7 超導託卡馬克實驗，發表論文數十篇，擁有多項發明專利。
李所長首先為我們介紹何謂核聚變以及運行原理。核聚變的原理類似於太陽發光發熱，也就是說在上億攝氏度的高溫條件下，利用氫的同位素氘和氚的聚變反應釋放核能。由於氘和氚可以從海水中提取，而且不產生溫室氣體及高放射性核廢料，因此被認為是未來人類能源的希望所在，因此也被形像地稱為“人造太陽”。科學家計算，1公斤的核聚變燃料相當於1000萬公斤的石油燃料。而核聚變所需的主要原料氘在海水中儲量極為豐富。
　

專家普遍認為核聚變技術面臨著三大難題，一是溫度，核聚變反應需要把氣體加熱到一億度以上的溫度，如何達到是首要難題；二是如何讓氣體不​​跑掉，超過億度的氣體是不能用任何材料製成的容器盛載，現在的方式是用閉合磁力線組成的“磁籠”來約束，製造出磁籠是第二個難點。而第三個難點是讓核聚變持續進行，就要維持長時間的高溫，以及提高磁籠約束能量的能力。
　

上世紀70年代，前蘇聯科學家發明了“託卡馬克”裝置，並逐漸成為核聚變研究的主流途徑。託卡馬克裝置又稱環流器，是一個由環形封閉磁場組成的磁籠。高溫產生的等離子體就被約束在類似於麵包圈的磁籠中，而製造超強磁場需要綫圈和強大的電流，又因為綫圈有電阻將會在強大電流中發熱燒毀，需要運用超低溫技術讓綫圈產生零電阻的“超導”狀態，實驗方能進行，如此一環扣一環的尖端科技，在當今世上沒有幾個國家能夠掌握。中國比前蘇聯晚四十年才起步，直到上世紀九十年代才引進一套小型極向場超導“託卡馬克”實驗裝置。但是，中國人奮發圖強，勇攀高峰，到了2006年，世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克EAST裝置在中國合肥建成。這種比圓截面更有效率的全超導託卡馬克EAST裝置被國際聚變界評價為“聚變工程的非凡業績，是全世界聚變能開發的傑出成就和重要里程碑”，該重大成果入選2006“中國十大科技進展”和“中國基礎研究十大新聞”。

隨後我們參觀了這個領先世界水準的全超導託卡馬克EAST裝置，以及各種科技儀器和超導元件，大家爭相拍攝和提出問題，讓李所長忙得不可開交。我們向李所長提的問題是：如果受控核聚變成功，就可以把一公升海水變為3000公升汽油的能量，人類從此有了用之不竭的能源，但要得到這種能源之前，需要把極高溫，極​​低溫，極高磁場，極尖端的科技等如此多的“極端”擺放在一起，有可能成功嗎？何時才可以成功？李所長回答：你們看到這個託卡馬克EAST設備成功運行，說明這種可控聚變是可以進行的，而問題在於目前成功試驗進行的時間尚很短，如果受控熱核應能持續運行一千秒，就可達到實用的要求。其次是目前投入產生核聚變的能量遠大於輸出的能量，不符合經濟效益，今後要通過各種綜合的科技力量才能解決問題。科學家預計到2040年，世界才將有可能建成第一個示範性核聚變發電站。而“人造太陽”一旦獲得成功，人類將會擁有取之不盡的能源。
　

“夸父追日憑信念，后羿射日法自然。裂變聚變雙刃劍，禍兮褔倚看明天。”
“夸父追日”和“后羿射日” 都是中國古老的寓言，在“人與太陽”之間，寓言的背後有著深刻的哲理。
　

EAST超導縱埸線圈切面模型    摄影：王跃秋/中欧社

作者和李所長在“全超導托卡馬克 ”前合照   

摄影：張野/澳大利亞時報