可控核聚变的研究现状及发展趋势

发展 和 核 电制 造技 术 国产 化 ，也是 我 国机械 制 造 行 业 技术 水 平 和
和 大量 粉尘 ，对 自然环 境和 人体健 康有 很 大影 响 。
世 界节 能 减排 是大 势所 趋 ，各 国都 有 节 能减排 承诺 。多年 来 ， 中 国在 能 源 消 费 特 别 有害 气 体 排 放 和 温 室气 体 排 放 等 方 面 饱 受 国 际社会 诟 病 ，中 国 已经在 哥本 哈根 气候 会 议上 承诺 ， ￣ １ Ｊ ２ ０ ２ ０ 年 单位
也 首 先 地 域 限制 和 天 气 限 制 ，发 电 的规 模 小 ，无 法满 足 能 源 需 求
的快 速 增 长 。 生物 能 源 等 目前还 停 留在 技术 研 究 和 实验 阶 段 ， 无
法 投入 使 用 。
所 以说 ，发展 核 电是符 合现 在 中国 的国家 发展 战略 的 ，因为 核
火 力 发 电需 要 大 量 的煤 炭 资源 ，众 所 周 知 ， 中 国 的煤 炭 分 布 极 不均 匀 ，却 大部 分煤 炭 资源分 布 在 山西 、 内蒙古 等少 数几 个北 方 省 份 ，而 中 国经 济 发展 则是 先从 沿 海地 区和 南方 地 区先 开始 的 ，要
把 北方 大量 的煤 炭 运到 千里 之 外 的东南 沿海 地 区 ，交通 压力 可想 而
Ｇ ＤＰ － － － ． 氧化 碳 强度 减 少４ ０ ％￣４ ５ ％，这 还 是 一个 保 守 的能拿 到 国 际
综合 制 造 能 力 提 高 的标 志 ，因 此 ，也 是 提 高 我 国综 合 国力 提 高 竞
争力 的重 要方 面 。
１ ． 可控 核 聚变 的定义
首先 需要 了解 雾 霾和我 国能源 战略 的基 本概念 ，了解 了基本 国 情 ，才会 开始 了解 这两 者之 间的 关系 。
随着 以煤 、石 油、天然气 为代表 的化石 能源 终将枯 竭 ，基 于核裂 ４ ． 其 它清 洁能 源技 术 的不成 熟
变反应 的核裂 变能源 也 由于安 全性和 核废料 的处理等 问题而不 尽如人 意 。人类期待 着新 的能源 ．受 控热核 聚变反应 能释放 巨大的 能量 ，而
且 由于这种 能源干净 、安全 ，且 以用 之不竭 的海水作 为原料 ，因此 ，
现 在清 洁能 源主 要包 括 ：核 电、太 阳 能 、风 电、生物 能源 等 。
太 阳 能受 地 区限 制 ，很 多地 方 年平 均太 阳 日不 足 ，无 法 开 发 ，且
现 在 太 阳 能技 术 还 不 成 熟 ，发 电规 模 小 ， 占地 面 积大 等 绝 点 ， 另
受控热 核聚变能是人 类下一世纪 的能源 的主要希 望所在 。 中国传 统依 靠水 电和 火 电的传 统战 略被 迫 改变 。原 因如 下 ：
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可控 核聚 变 的研 究现 状及 发 展趋 势
西安 交通 大学
【 摘要 】 本 可控核聚变具有一些其他 能源不可比拟的优势。一是原料 来源丰富，核聚 变的原料是重水，可以直接从海水中提炼。据测算，
武佳铭
海 水 中氘的 质量 浓度 为Ｏ ． ０ ３ ｇ ／ Ｌ ，因此 ，地 球上 仅在 海 水 中就有 ４ ５ 万４ Ｌ ｔ 氘 。１ Ｌ 海 水 中所含 的 氘经过 核 聚变 可提供 相 当于３ ０ ０ Ｌ 汽 油燃烧后 释 放 出的 能量 。如 果把 海水 中的 氘全部 用 于核 聚 变反 应 ，其释 放 出的 能量足 够人 类使 用几百亿 年 。 因此 可 以说 ，海水 中的 氘是取之 不尽 、用之 不竭 的 能源 。 虽然在 自然界 中不存在 氚 ，但利 用反 应堆 产 生的 中子 轰击 氟化锂 、碳 酸锂 或锂 镁合 金就 可 以大量 生产 氚 ，而海 水 中舍 有 大量的 锂 。二是 核 聚变 的过程 及其 产 物均 不会 对环境 造成 污染 ，也不会 造 成核 泄 漏的危 害 。核 聚 变不 同于核 裂 变 ，其 反应后 产 生的物 质是 惰性 气体 氦 。不 产生放 射性 物质 。不会 污染 环境 。三是 安 全 可靠 。只要 去掉核 聚 变反 应条件 中的任 何一 项 ，反 应就 会彻 底停 止 ，不会发 生像 日本 福 岛 核 电站 的核 裂 变反 应 堆发 生过 的那 种 因地 震 而停 止运行 后 ，核 燃料 还继 续发 热 引起 爆 炸 的 问题 。 【 关键词 】可控核聚变；核聚变；磁约束；托卡马克类型的磁约束聚变装置 ；清洁；氘；Ｉ Ｔ Ｅ Ｐ ， ．
世 界 上 唯 一 技 术成 熟 、可 以大 规模 实 现 温 室气 体 减 排 的措 施 ，是
２ １ 世 纪人 类 通 向可 持续 发 展 的 桥梁 ； 因此 发展 核 电， 是我 国能 源
发展 的战 略 性 选择 ，是 我 国 能 源 安全 供 应 的 重要 保 障 。加 快 核 电
火 电发 电想大Βιβλιοθήκη Baidu气 中排放 有 害气 体二 氧化 硫 、温 室气 体 二氧 化碳
１ ． 交通压 力 大
外 ， 最为 重 要 的是 太 阳 能发 电成本 高 ，上 网电价 高 达２ ． ３ 元 ，如 果
没 有 政 府 补 贴 ，太 阳能 发 电基 本 不 可 能 ，如 果 把 成本 转 嫁 到 消 费
者 头 上 ， 恐 怕 民众 的 口水 都 能把 电 网和 发 电企 业 淹 没 。风 力 发 电
知 。为 此 中 国新建 多条 运煤 的铁 路 ， 比如 ：大秦 铁 路等 ，但 远不 能 满 足运 力 的 需要 。公路 方面 ，从京 藏 高速 内蒙 到北 京段 大塞 车 显现 就 可知 道 ，现有 的 公路 不能解 决 不 了运 力 的矛 盾 问题 。
２ ． 火 电污染 环境
电是 一 种 “ 安全 可 靠 、 高 效 、经 济 、清 洁 ” 的能 源 ；核 电是 当 今