◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇ ３０年实现聚变堆的商业运营？ (庆承瑞 译) 译者按： 下面是美国《纽约时报》电子版曾刊出的短文。原文出自２００２年７月２ ０日网上Ｅｃｏｎｏｍｉｓｔ．ｃｏｍ的核聚变栏目。文章反映了对核聚变研究 持不同看法的一部分人的意见。尽管行文带讽刺性，但也指出了聚变研究历史上 多次判断失误的事实。原因是：自１９５６年起，磁约束核聚变研究者曾多次预 言３０年后核聚变实现商业化运营，但却从未“兑现”，所以说“发现了一个新 的普适常数，３０”。现在的ＩＴＥＲ又是一个３０年，这就使人们对它所宣称 的目标不得不提出是否可能与是否可信的怀疑。 但这篇短文也提供了一些新的信息：如指出ＩＴＥＲ可能是“发电功率聚变 堆”正式运营前的“最后一个实验装置”，亦即由这一“实验装置”有可能过渡 到正式运营的商用聚变堆。但作者又讽刺地指出不知“还需要多少年”才能走向 商业营运。 此短文还报道了在美国的核聚变专家们的一些争议，是加入ＩＴＥＲ，还是 支持ＦＩＲＥ，或者是支持ＩＧＮＩＴＯＲ。从美国的一些专家看来，ＦＩＲＥ 可能比ＩＴＥＲ有更高的能量增益，而投资却仅为ＩＴＥＲ的１／５，建造周期 也将缩短为ＩＴＥＲ的１／２。 最后，此文作者向从事核聚变的年轻的物理学家提出警告：３０年后很可能 是一无所获。现译出此文，供参考。 本月（２００２年７月）美国的核聚变研究者们有一次机会为继续他们的事 业而奋斗。 有人说在核聚变研究中每花去一美元就意味着浪费了一美元，而自从物理学 家试图在可控制的装置中实现太阳内部的燃烧过程以来，已经投入了大量美元。 从１９５１年算起，仅美国已经花去了约１７０亿美元，用来实现原子核的聚变 以获取干净的用之不竭的能源。 但是，说花在聚变上的钱全是浪费似乎不太公平。这笔投资已经得到了一个 大回报：有了一个新的、普适的常数３０。这个常数３０，在过去的半个多世纪 里被虔诚地不断引用，每次都宣称：从现在算起，在３０年后将实现聚变堆商业 化运营。 这个数至今未见下降或减少。这就是为什么美国聚变研究预算在减少。据一 位在Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ通用原子能公司的科学家Ｐｅｔｅ Ｐｏｌｉｔｚｅｒ的 估算，他用拟合曲线下降的办法得出，到２００７年投资聚变研究的预算将降为 零！因此，带着高度警觉的意识，美国的聚变研究专家们在美国Ｃｏｌｏｒａｄ ｏ的Ｓｎｏｗｍａｓｓ参加为期两周的会议，专门讨论这个国家聚变研究的前景。 如果他们的行动足够快并能和世界各国的同行相协调，也许还能将他们的工作岗 位和研究经费从寂静且无人哀伤的死亡中拯救出来。 在Ｓｎｏｗｍａｓｓ的会议上，物理学家们必须决定是否建议政府参加由 欧洲、日本、俄罗斯和加拿大共同计划提出的国际热核试验堆（ＩＴＥＲ）项目。 这项装置的目标是造出一团由氢的同位素离子形成的可以燃烧的高温等离子体。 日本、加拿大、西班牙和法国都表示愿意在它们的本土上建造该装置，并迫切希 望吸引美国参加，以便保证实现５０亿美元的巨额投资。按照会议主席之一的普 林斯顿大学物理学家Ｎｅｄ Ｓａｕｔｈｏｆｆ估计，参加此项合作，美国将承 担５亿～１０亿美元的资金。 投入如此巨额资金的前景并非完全不可能，事实上，１９９９年美国曾以 预算紧张为由而退出了ＩＴＥＲ。但从那以后，留下的成员国将该项目投资额砍 掉了一半。与此同时，布什政府又表现出了愿意支持美国的等离子体实验室，并 略为增加了对聚变的支持力度，并且在今年５月发达国家中的被称为Ｇ８的八国 联盟能源部长们的Ｄｅｔｒｏｉｔ会议上，美国能源部部长Ｓｐｅｎｃｅｒ Ａ ｂｒａｈａｍ说布什总统十分关注聚变热核反应，并可能重新加入ＩＴＥＲ，云 云。 聚变物理学家们说，由于ＩＴＥＲ的规模及其潜在的巨大能量输出，ＩＴＥ Ｒ很可能会是发电功率聚变堆正式运营前的最后一个实验装置（可惜对到那时为 止还需要多少年的预测没有悬赏）。拟议中的实验装置将用超导磁场约束氘和 氚两者都是氢的同位素　的高温等离子体，反应器形同一个面包圈，即通常所 说的 “Ｔｏｋａｍａｋ”等离子体的温度约为１００ｍｏｃ（一亿度），以 便氘和氚聚变而产生能量。 如果一切按计划实现，ＩＴＥＲ将产生４００兆瓦热能，输入能量约为它的 十分之一。总之，按照你怎样计算投入产出，ＩＴＥＲ可能总会产生比加热等离 子体所需多得多的能量。但由于安全上的原因，多余的能量只能通过冷却塔释放， 而不是直接转换为电能。 建造较小的Ｔｏｋａｍａｋ计划也在考虑之中。其中之一是称为ＦＩＲＥ的 聚变燃烧反应堆。这一装置由美国人独立承担，设计者估计ＦＩＲＥ可能产生出 比加热所需大到约５至２０倍的能量。实验所需的十亿美元，大约要美国人自己 找。建设周期为７年，而ＩＴＥＲ则需１２年。 ＦＩＲＥ的目标是在磁约束的燃烧等离子体中进行实验。但反对者则认为由 于规模小，ＦＩＲＥ不可能为真正的聚变能发电站提供足够的工程技术知识和经 验。在Ｓｎｏｗｍａｓｓ会议上，物理学家们将分析各种宣称和主张，以便决定 是否值得提出支持ＩＴＥＲ和ＦＩＲＥ，或二者之一，或者干脆一个都不支持。 第三个要在Ｓｎｏｗｍａｓｓ会议上讨论的方案是所谓的ＩＧＮＩＴＯＲ。 这个方案是几年前由ＭＩＴ的物理学家Ｂｒｕｎｏ Ｃｏｐｐｉ牵头设计的。该 项目将与意大利科学家合作，并且是所有Ｔｏｋａｍａｋ类型中最小最便宜的一 个。和ＦＩＲＥ一样，这里有一个疑问，即ＩＧＮＩＴＯＲ对今后发电站的建造 技术是否有用。当然还有最后一种方案，就是干脆什么都不选。这当然是最方便 最谨慎的选择，但也是最不可能的选择。 ２００２年７月１９日，Ｓｎｏｗｍａｓｓ会议的组织者将提供报告要对 美国国家对哪一种方案给予支持。但要求物理学家同意支持任一种方案都很困难， 而相比之下，要求政治家支持则更为困难。 于是，有人建议，为推动聚变项目，聚变的鼓吹者应该强调本项目的研究目 的是“纯学术”的，即为了了解燃烧等离子体的性质。粒子物理学家不也是花费 公众的巨大钱财来对基本粒子作纯学术的研究的吗？可是这样的论点注定是不行 的。因为研究燃烧等离子体的唯一目的就是为了建造能商业运营的功率聚变堆。 与此相反，粒子物理的研究则是因为它能帮助我们了解宇宙。 如果聚变研究的项目被否决，这将使一大群物理学家失望。因为为了继续 开展工作，他们极其迫切地希望能引进新人和资金支持。但是，从另一方面来说 这样的决定也许是对的。因为对一个有雄心壮志的年轻物理学家来说，３０年毕 竟是很长的时间，而最后还一无所获。 (XYS20040328) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys.3322.org)(xys.freedns.us)◇◇