“人造太阳”：3000 年取之不尽的能源

1991 年 11 月 9 日，物理学家们用欧洲联合环形聚变反应堆在 1.8 秒

钟内再造了太阳，这是在一个大环（一种直径 20 米的不锈金属气室）里实现的首次热核反应。

质量较小的氢原子核，如氕（¹H）、氘（ ²H）、氚（³H）氦核

1 1 1

（⁴ He）、锂核（ ⁷Li）等，在很高的温度下能互相结合成新的核，并

释放出大量的能量，称之为原子核的聚变，如下述核反应关系式：

² H + ² H →³ H +¹ n + 3.25Mev

1 1 2 0

² H + ² H →³ H +¹ H + 4.00Mev

1 1 1 1

⁶ Li +² H →⁴ He + 22.40Mev

3 1 2

上述反应式最后的数字表示所释放的能量，如在第一个反应式中，两个氘发生聚变反应，生成一个中子和一个氦的同位素核（³ He），同时放出3.25Mev 能量（1Mev=1.60×10-13 焦耳），平均一个氘核聚变时放出1.625Mev 能量，假设有 2 克氘（1mol.）发生聚变，则所放出的能量将高达 1.56×

1011 焦耳的能量，相当于 40 万度电的能量，比同样质量的铀核裂变产生的

能量大了 4 倍。

自然界中氘的贮存量是十分丰富的，在氦同位素中，氘的自然丰度为0.00015，按重量计算，由结合而成的海水约占海水重量的六千分之一，地球表面海水总贮量为 1018 吨，每克氘聚变产生 20 万度电的能量，可以算出海水中所贮的氘全部发生聚变将产生 1025 度的电能。按目前世界耗能水平来说，估计这些能量可供人类使用几百亿年！因此实现核聚变反应，无疑对人类文明是一个很大的促进。

核聚变问题的关键问题是要使两个核足够靠近才能发生核反应，这就需要克服强大的库仑斥力。科学家们计算，若把反应核加热到 1 亿度左右的高温就可以发生这种核聚变反应——热核反应。上面提到的物理学家再造的太阳，其温度已达到 2 亿度，差不是是太阳内部温度的 10 倍！看来， 人类长期以来梦想利用聚变解决能源问题在不久的将来就会成为现实，那时读者不必为停电发愁了。