<p class="ql-block">著名原子核物理專家，彭先覺院士。</p> <p class="ql-block">電磁脈沖驅(qū)動器放電瞬間。</p> <p class="ql-block">核聚變的三條主要路線</p><p class="ql-block"> </p><p class="ql-block"> 當(dāng)下，核聚變成為科技的熱門話題，大概分為三類。一是磁約束路線，中國科學(xué)院合肥等離子所的磁約束核聚變?nèi)嗽煨√柎罂茖W(xué)裝置(EAST);成都西南物理研究院的環(huán)流三號(ITER)。這兩個項目都采用托卡馬克裝置。該路線最早于五十年代蘇聯(lián)科學(xué)家提出。法國南部的卡達拉舍，還有更大的國際磁約束反應(yīng)堆項目（ITER)。由30多國共同投資建設(shè)。磁約束聚變項目投入巨大，盡管等離子溫度超一億度，且能維持十幾分鐘，但仍未突破正增益點火。法國的ITER項目因資金與技術(shù)等原因，拖延數(shù)年，預(yù)期今年才能進入工程總裝。</p><p class="ql-block"> 二是慣性約束激光點火路線。美國和中國都建設(shè)有大型慣性約束激光點火裝置。美國的是加州國家點火裝置（NIF)，由192路大型激光器同時發(fā)射激光擊發(fā)氘氚靶丸以產(chǎn)生聚變，已實現(xiàn)正增益點火。中國工程物理研究院，也正在建設(shè)全球最大的慣性約束激光點火大科學(xué)裝置一神光4號。不過，這些裝置都與能源應(yīng)用無關(guān)。</p><p class="ql-block"> 而鮮為人知的第三條路線，便是Z - 箍縮聚變裂變混合堆（Z-FF R）路線。此路線由核物理專家彭先覺院士率先提出，并于20年前就開始著手研究，物理原理和理論技術(shù)路線已經(jīng)打通，目前已進入工程初建。</p><p class="ql-block"> 與傳統(tǒng)裂變反應(yīng)堆不同，Z - 箍縮聚變裂變反應(yīng)堆所需的燃料，既可以是天然鈾238，也能使用現(xiàn)在裂變電站的廢料，即乏燃料?，F(xiàn)有裂變堆只能消耗不到百分之一的鈾235燃料，剩余的便成了危險性極高的放射性廢料——乏燃料，必須經(jīng)過中核集團公司科學(xué)的后處理。其中，乏燃料中高放廢液的衰減期相當(dāng)漫長，錒系等高放射性元素分離也相當(dāng)困難。通過長時間復(fù)雜的處理，然后用玻璃固化技術(shù)，裝入由中國二重等企業(yè)特殊鍛造的不銹鋼乏燃料罐，運往無人區(qū)進行千米深埋。</p><p class="ql-block"> 過去，城市垃圾是環(huán)境的一大危害，如今，垃圾焚燒電站以垃圾為燃料，既解決了環(huán)保問題，又節(jié)省了燃料。彭院士提出的Z - 箍縮聚變裂變混合堆路線，核聚變僅起到放大器的作用，約占比百分之五，主要依靠的是另一個既安全又能“吃粗糧”的裂變堆。通過50兆安電磁脈沖驅(qū)動器擊發(fā)氘氚靶丸，瞬間聚變產(chǎn)生的高能中子，輻照乏燃料或天然鈾238，使之發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這樣一來，既緩解了昂貴鈾燃料的緊缺狀況，又處理了乏燃料，而且十分安全。一旦斷電，打靶停止，反應(yīng)堆便自動熄火，只需少量循環(huán)水就能為反應(yīng)堆降溫。</p><p class="ql-block"> 未來，若混合堆與純聚變堆都取得成功，前者的發(fā)電成本將遠低于后者。況且，全球所有裂電堆的乏燃料都可作為混合堆的燃料，既解決了核電站的燃料問題，又兼顧了環(huán)保，每年幾十億的乏燃料后處理費用也能節(jié)省下來，這便是Z - 箍縮聚變裂變混合堆路線的優(yōu)勢所在。</p><p class="ql-block"> Z - 箍縮聚變裂變混合堆所需的點火裝置——50兆安電磁脈沖驅(qū)動器大科學(xué)裝置，已獲國家發(fā)改委批準(zhǔn)，落戶天府新區(qū)創(chuàng)新能源研究院基地。這是唯一由國家批復(fù)的核聚變大科學(xué)裝置，也是核聚變領(lǐng)域一條經(jīng)濟、安全且可行的路線。</p><p class="ql-block"> 核聚變，不論哪條路線，都是漫長而遙遠的，一旦成功，將是一場能源的革命。隨著AI的發(fā)展，能源的需求是巨大的。核聚變的成功，能保障千年能源的供應(yīng)，無疑是造福全人類的偉大事業(yè)。</p>