法媒体解读有关国际热核实验反应堆的七大问题

　　来自欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和中国的国际热核实验反应堆计划六方代表28日在莫斯科达成协议，确定法国南部城市马赛附近的卡达拉舍为国际热核反应堆的建造地。这一计划的目的是从海水中提取氢的同位素用于核聚变反应，从而产生巨大能量。这一过程的原理与太阳产生能量的原理相似。与现有的核裂变反应堆相比，热核反应堆的燃料可以说取之不尽，而且污染也小得多。法国《费加罗报》28日发表文章，解读有关国际热核实验反应堆重要意义的七个问题：

　　一、国际热核实验反应堆有何用处？

　　国际热核实验反应堆不能马上解决地球上的所有能源问题，但是它将努力证明：通过核聚变反应大量获得能源是可能的。目前的核电站利用的是核裂变反应：把大的铀原子分裂成两个较小的原子，并在这一过程中释放能量。这些能量再通过一个涡轮机变成电能。聚变的梦想完全是另外一回事。它不是把大的原子分裂成小的，而是把两个小原子合并成一个大原子。这种反应形式就是太阳内部巨大能源的来源。军方已经用上一些热核武器和氢弹，利用的就是氢原子核聚变所释放的巨大能量。但是近50年来，物理学家们知道，这种聚变反应难以控制和利用。现在，为了推进这项研究，科学家们需要一个比现有装置功率大十倍的设施。

　　二、聚变反应堆如何运转？

　　为了控制聚变，科学家们研究的方向之一，即国际热核实验反应堆确定的研究方向，是把一种气体加热到很高的温度，然后用强力电磁铁把它控制在一个磁圈内。这种装置是1968年由前苏联人发明的，取名托卡马克。国际热核实验反应堆的托卡马克将是一个直径超过12米、容积可达837立方米的环形容器，有超导电磁线圈环绕。在这个环形磁场内，氘和氚的混合气体被加热到一亿度以上的高温。在这种条件下氘和氚才会聚变。国际热核实验反应堆的两大技术目标是成功地达到维持聚变反应所必需的功率（500兆瓦），并且至少使这种状态保持300秒钟。目前世界上输出功率最大的托卡马克装置是建在英国的欧洲联合环JET。1997年它的最高输出功率达到每次聚变16兆瓦，但是仅能保持几秒钟的时间。

　　三、聚变是取之不竭的能源吗？

　　理论上，只需1公斤氘和10公斤锂（通过锂可以得到氚）就可以保证一个聚变核电站一天内以1000兆瓦的功率发电。相比之下，得到这么大的功率需要500公斤铀或1万吨煤。但是，据此就可以说聚变是取之不竭的能源吗？氘没有问题，通过电解海水，轻而易举就可以得到大量的氘。锂就比较麻烦，自然界中很少，也要从海水里提取，但要比氘难度大。锂带来的第二个困难是：它进入反应堆只能变成氚后再与氘发生聚变。国际热核实验反应堆目前只是部分地解决了这个问题：反应堆不能自己制造氚，必须不断地往里加入这种物质。

　　四、聚变是清洁能源吗？

　　聚变与裂变（核电站采用的反应方式）不同，它不产生长达千年都不能分解的核废料，就这一点而言可以说它是一种更为清洁的能源。但是聚变能产生寿命较短的辐射物质，也必须进行处理。首先受影响的是反应堆环形容器的金属壁，在聚变反应产生的中子轰击下，将会出现一些放射物质，比如钴。等到国际热核实验反应堆运转20年后拆除的时候，需要把这些材料留在原地一部分，直到它们的辐射程度降低。还有另外一种废料：接触过氚的材料。为了对这种材料进行处理，就必须对反应堆定期进行维护。总之，聚变反应堆产生的废料总量相当于同等输出功率的核电站产生的废料。另外需要一提的是，聚变反应堆与裂变核反应堆一样，不产生加剧温室效应的气体。

　　五、国际热核实验反应堆有危险吗？

　　与目前的核电站不同，聚变反应堆从本质上讲不可能发生泄漏。所以国际热核实验反应堆和下一代聚变反应堆不会像切尔诺贝利核电站那样发生重大事故。国际热核实验反应堆巨大的磁环其实是在800多立方米的空间里只装几克燃料（氘和氚）。只有在这种等离子气体达到相当高的温度时才会发生聚变反应。如果由于某种原因，环形容器内部的平衡被打破，等离子气体就会迅速降温，聚变反应也将骤然中止。聚变反应堆惟一要注意的问题就是要制定防辐射的保护措施。另外，聚变反应堆不对环境和周围居民构成威胁。

　　六、国际热核实验反应堆将来能发电吗？

　　不能。国际热核实验反应堆只是一个研究工具，将来不会连接电网。它的目的是找到聚变的最佳条件。目标是建立一个功率可达500兆瓦、时间持续300秒以上的聚变反应堆。到那时才有可能进入下一个阶段：利用聚变发电。这个目标将由国际热核实验反应堆的接班人来实现。那就是聚变反应堆的第一个工业版本———被称为Demo的聚变发电装置。它的规模将比国际热核实验反应堆大20％，可以持续聚变，达到1000兆瓦的输出功率。Demo最快也得2035年开始建造，所以人们只有等到2050年以后才有望用上聚变反应堆发出的第一度电。

　　七、国际热核实验反应堆有把握成功吗？

　　该计划为期30年，共计投资100亿欧元。政客们肯定会保证说该计划将大获成功并实现它的目标。可是某些研究人员却对在这样一个项目上投入这么大财力心存疑虑。这个研究项目是对科学与技术的双重挑战，肯定会出现意想不到的困难。即使国际热核实验反应堆存在30年后达到了自己的目的，说到聚变反应堆的未来前景，最让人担忧的一个问题是金属环的内壁能否承受如此巨大的中子轰击？人们能不能制造足够多自然界里找不到的氚？

　　《江南时报》 (2005年07月01日 第二十四版)