美国研究团队：“2025年打造‘人工太阳’”

美国科学家和他们设立的企业提出了雄心勃勃的愿景，即，在2025年完全启动生产被誉为未来能源的核聚变能源的核聚变炉。这比计划于2025年竣工、2035年完全启动的“人工太阳”国际核聚变实验反应堆（ITER）提前了10年。

美国麻省理工学院研究人员和独立企业“Commonwealth Fusion Systems”（CFS）当地时间9月29日在国际学术杂志《等离子物理学通讯》上发表了有关核聚变反应堆“SPARC”建设研究结果的7篇论文。

核聚变是轻原子核融合后变成重原子核的现象。在原子核融合过程中，中子会像减少的质量一样突出，利用中子所携的巨大热能就是核融合能源。

太阳能够以自身的质量和重力制造发生核聚变反应的条件等离子（原子核和电子分离的气体）状态。但是，在比太阳小很多、很难获得巨大重力的地球上，只有人工制造1亿度的超高温等离子体，才能进行核聚变反应。需要一种超导磁铁，使超高温等离子体放在被称为“托卡马克”的甜甜圈形态的核聚变装置内产生强大的磁场。

核聚变反应堆“SPARC”利用“高温超导磁铁”。相比在接近绝对温度（零下273度）的环境中驱动的超导磁铁，它在更高温度（零下173度）的环境下也能驱动。这是ITER在2007年着手建设时没有的技术。

发表研究论文的麻省理工学院教授马丁·格林沃尔德表示：“ITER设计中适用的超导磁铁能够生成12特斯拉（表示磁场强度的单位）的磁场，而高温超导磁铁能够以更小的体积实现更强力的21特斯拉磁场”，“体积也比超导磁石小60至70分之1，因此不仅在核聚变，在运营效率方面也能成为游戏规则改变者。”

麻省理工学院研究团队和CFS在7篇研究论文中公开了利用超级计算机的模拟和计算结果。如果2018年开始的项目在目前状态下进行制作和建设，2025年核聚变反应将有可能实现。研究团队认为，通过SPARC至少可以生产250兆瓦至1000兆瓦的电力。韩国标准型核电站新月城核电站1、2号机的设备容量各为1000兆瓦。研究团队计划在2025年正式启动SPARC，在2035年之前建立将SPARC生产的热能转化为电能的发电站。


金民秀 《东亚科学》记者 ashilla@donga.com