不久前,參加國際熱核聚變實驗反應(yīng)堆(ITER)項目的中國、歐盟、美國、日本、韓國、俄羅斯和印度的7方代表,在法國總統(tǒng)府愛麗舍宮共同簽署了ITER計劃聯(lián)合實施協(xié)定及相關(guān)文件的正式協(xié)議。這意味著人類受控核聚變研究邁出了走向?qū)嵱玫年P(guān)鍵一步,ITER將成為照亮人類未來的新能源。
核能包括裂變能和聚變能兩種主要形式。核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化,在此過程中釋放出的巨大能量稱為裂變能。核聚變則是幾個原子核聚合成一個原子核的過程,它會釋放出比裂變能更大的聚變能。核聚變反應(yīng)堆產(chǎn)生能量的方式和太陽的相同,因此被俗稱為“人造太陽”,因而ITER項目也被稱為“人造太陽”計劃。人類如此鐘情于“人造太陽”,正是因為它具有核裂變所不可比擬的優(yōu)勢。
核裂變所需要的原料是重金屬鈾,它儲量有限,按照目前的使用速度,幾十年內(nèi)就會耗盡。核聚變所需的氘和氚則幾乎不存在數(shù)量的限制。氘在海水中儲量極為豐富,一公升海水里提取的氘,在完全的聚變反應(yīng)中可釋放相當(dāng)于燃燒300公升汽油的能量;氚可在反應(yīng)堆中通過鋰再生,而鋰在地殼和海水中都大量存在。根據(jù)科學(xué)家的計算,地球上僅在海水中就含有的45萬億噸氘,足夠人類使用上百億年。
除此之外,核裂變的污染和安全問題也比較棘手。核裂變后的核廢料放射性極強(qiáng),難以處理,且安全事故的后果很嚴(yán)重。而核聚變則不存在這些問題,氘氚反應(yīng)的產(chǎn)物沒有放射性,中子對核反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料的活化也只產(chǎn)生少量較容易處理的短壽命放射性物質(zhì)。