1986年11月13—20日,由国际原子能机构主持的第十一届等离子体物理及受控核聚变研究国际会议在日本京都举行。
当时,日本、美国、西欧国家、中国、苏联等43个国家和地区、机构的七百多名核聚变研究人员和学者出席了会议。美国、日本、欧洲经济共同体的研究人员发表的有关托卡马克型核聚变装置的研究报告引起与会者的广泛注意。
早在上世纪五十年代初人类就实现了聚变核反应,这就是氢弹的爆炸。它是依靠原子弹爆炸时形成的高温高压,使得热核燃料氘氚发生聚变反应,释放巨大的能量,形成强大的破坏力。但是氢弹瞬间的猛烈爆炸是无法控制的。要把聚变时释放出的巨大能量用于社会生产和人类生活,必须对剧烈的聚变核反应加以控制。因而实现受控热核聚变一直是科学家们的梦想。
经过科学家几十年来的努力,目前,主要的几种可控核聚变方式有:磁约束核聚变(托卡马克)、激光约束(惯性约束)核聚变、超声波核聚变。其中磁约束是利用强磁场约束带电粒子,构造反应腔,建成聚变反应堆,将聚变材料加热至数亿度高温,实现聚变反应。“托卡马克”型磁场约束法,主要利用大电流所产生的强磁场,把等离子体约束在很小范围内实现核聚变。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体,装入直径约几毫米的小球内,从外面均匀射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸发,受它的反作用,球面内层向内挤压(反作用力是一种惯性力,靠它使气体约束,所以称为惯性约束),小球内气体受挤压而压力升高,并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度(几十亿度)时,小球内气体发生爆炸,并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短,只有几个皮秒(1万亿分之一秒)。如每秒钟发生三、四次这样的爆炸并且持续进行,所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。
20世纪90年代,托卡马克研究取得重大进展,表明托卡马克产生聚变能的科学可行性被基本证实,为ITER计划奠定了科学和技术基础。在1985年于日内瓦召开的峰会上,苏联和美国联合倡议ITER计划,并由苏联、美国、日本和欧盟共同启动。然而,由于种种原因,这一计划曾被搁浅,美国也一度退出。
近年来,随着能源危机加重、环境污染恶化和温室气体堆积,该计划再次受到重视,中国于2003年初开始加入,美国也于同年晚些时候回归,韩国和印度分别于2005年和2006年加入,这一计划的参与方达到了7个,参与国则达到了33个。
如今,国际热核聚变实验堆(ITER)计划被称为本世纪最为雄心勃勃的能源科技合作项目,中国也正扮演着重要的角色。
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