港媒：中國核聚變研究獲重大突破 或將解決世界能源問題

參考消息網12月9日報道港媒稱，在合肥董鋪水庫一座伸向水中的安靜和風景秀麗的半島上，物理學家最近創造了一項世界紀錄。他們製造出比太陽中心溫度還要高的氫等離子體，並且穩定燃燒了1分多鐘。

據香港《南華早報》12月8日報道，核聚變研究人員讓電離氣體穩定燃燒了兩次，持續時間和四年前用同一座反應堆創造的紀錄一樣長，這座科學島上有中國一些最大型的研究設備。

EAST（先進超導托卡馬克實驗裝置）大科學工程管理委員會副主任羅廣南教授說，先前的一些聚變實驗持續了100多秒，但它們就像「騎一匹烈馬」，難以控制不穩定的等離子體。不過，8月在EAST上進行的實驗更像是一次盛裝舞步表演，處在被極強電磁場屏蔽的一個環形室中的等離子體被控制在一種高效穩定態H-mode（高約束模式）。

羅廣南說：「這是一次具有里程碑意義的事件，它增強了人類利用核聚變能的信心。」

物理學家認為高約束模式是未來核聚變電站的最佳工作狀態，而這1分鐘的突破在很大程度上要歸功於中國政府近年來對聚變研究的大量投資。

雖然仍遠遠達不到使這項技術商業化所需的持續時間——以幾十年而非幾分鐘計，但科學家說，這項突破顯示中國聚變研究的發展速度把其他國家遠遠落在後面。

報道稱，這還會有助於加快政府批准建設世界第一座核聚變電站——擬建的中國聚變工程試驗堆（CFETR）——的速度，中國在合肥啟動強流氘氚聚變中子源（HINEG），目標是用核聚變技術生成世界最強的中子束。

當兩個氫原子核聚合成一個氦原子時就發生聚變，在這個過程中，少量的質量轉變成巨大的熱量。問題是要能控制這一能量。為解決聚變控制問題，世界各地建立了許多聚變實驗裝置，在建的最大設施——法國的國際熱核聚變實驗反應堆（ITER）預計將在2025年點火，產生第一束等離子體。不過，此類設備都相對簡單，都不能把聚變能變成電能。

擬建的CFETR將在2030年投入運轉，最初的發電量為200兆瓦，在隨後10年把發電量提升至1千兆瓦左右，超過大亞灣所有商業裂變反應堆的發電量。

中科院知名的聚變研究科學家萬元熙上月在日本京都召開的一次國際聚變科學會議上說，希望CFETR的建設計劃能在未來5年內獲得政府批准。

中央政府的財政支持使EAST團隊能夠在過去幾年進行一系列重大升級，也使在ESAT上的1分鐘H-mode突破成為可能。相比之下，美國麻省理工學院的Alcator C-Mod托卡馬克聚變堆由於美國聯邦政府削減預算而在9月關停。該反應堆在運轉的23年中曾創下眾多世界紀錄，在運轉的最後一天，創下最後一項世界紀錄——最高等離子體壓強。

世界各地的核聚變科學家被中國的資金和機會吸引過來，他們渴望一勞永逸地解決世界能源短缺和環境污染問題。

許多美國研究人員參與了EAST的1分鐘H-mode實驗。羅廣南說：「近年來在我們進行的每一次實驗中，參與的外國研究人員數量都經常超過100人。」他承認，沒有國際社會的共同努力，中國不會取得這麼快的進展。

報道稱，然而，中國的快速發展引發其他國家的擔心。它們擔心，如果中國成為第一個實現聚變技術商業化的國家，那它將在經濟和地緣政治上取得優勢。ITER項目的其他6個參與方——日本、韓國、俄羅斯、美國、印度和歐盟——甚至討論要把中國踢出這個項目，因為擔心中國將利用從ITER獲得的知識加快CFETR的建設速度。

可是，如果沒有中國的支持，被多年的延遲和大大超支困擾的ITER將無法繼續下去，而且近年來中國在該項目中的影響力顯著提高。ITER的中國籍僱員人員最初在7個參與方中是最少的，如今已經是第二多的，僅次於歐盟。

牛津大學基督聖體學院院長、前英國卡勒姆聚變中心主任史蒂文·考利教授說，對其他國家來說，最好的選擇是接受甚至支持中國領導聚變研究。

報道稱，但中國政府可能有其他考慮。雖然尚未公開CFETR項目的估計預算，但建設一個聚變堆的費用很可能大大超過商業裂變堆，而且仍存在許多技術障礙。

例如，最近的EAST實驗不得不中止，因為研究人員擔心實驗時間過長可能對設備造成無法修復的損傷。

報道稱，中國還著手世界上最雄心勃勃的常規核電站建設計劃，大量的投資可能造成CFETR這樣的大型實驗項目能獲得的資金減少。（編譯/王海昉）

資料圖：10月24日，中國科研人員在升級全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。 新華社記者 金立旺 攝

【延伸閱讀】中法核聚變科學家聯合運用新型天線加熱等離子體

中新網成都6月30日電 (記者 胡敏)「中國現在核聚變的研究能力達到了世界水平。」30日，在核工業西南物理研究院(以下簡稱「西物院」)，參加中法受控核聚變物理聯合實驗的法國原子能委員會專家Anhika Ekedahl博士說。法方6名資深聚變專家在該院首次運用了一種新型天線開展等離子體耦合實驗，並取得了可喜的成果。

據介紹，按照中法關於聯合開展受控核聚變物理實驗的協定，6月27日至7月3日，法方專家在西物院開展為期一周的聯合實驗。

受控核聚變能源由於其固有的安全性、環境的優越性、燃料資源豐富等特點，被認為是人類最理想的潔凈能源。成立於1965年的西物院是中國最早從事核聚變能源開發的大型專業研究院，1984年該院自主設計出了利用磁約束來實現受控核聚變的實驗研究裝置——中國環流器一號，2002年又成功建成了中國環流器二號A裝置。

記者走進西物院中國環流器二號A實驗大廳看到，該裝置被大型支架所支撐，其外部纏繞著線圈，周邊被眾多裝置與設備所環繞。據了解，該裝置中央是一個環形的真空室，在通電的時候其內部會產生巨大的螺旋型磁場，通過幾種高功率加熱手段將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到可產生核聚變要求的億度以上的高溫目的。

「加熱到兩三千萬度的時候，電阻率接近於零了，電流再大也不能繼續加熱裝置中的等離子體，我們需要將外部的能量通過合適的技術注入環流器中實現加熱等離子體。」西物院副院長段旭如說，中法雙方科研人員希望通過一種新型的天線，實驗上控制能量注入並盡量減少反射，從而達到有效驅動電流並加熱等離子體的目的。

據了解，目前中國環流器二號A裝置等離子體電子溫度已達到5500萬度，是迄今國內裝置達到的最高溫度，並首次獲得了偏濾器位形等離子體的高約束模式，使中國成為繼美歐日後獲得高約束模式運行的國家。

Anhika Ekedahl博士介紹，此次聯合實驗就等離子體加熱、提高環流器性能上開展。在聯合實驗中，一種新型天線(PAM)投入運用，這是該天線的耦合實驗首次在聚變裝置高約束模式運行下得到運用。

「通過國際合作和人才引進，能夠提高我國在核聚變領域的技術研發能力，還能提高大科學工程管理水平」段如旭副院長說，西物院是中國加入國際熱核聚變實驗堆計劃(ITER)的重要技術支撐單位，該院承擔了磁體支撐系統、氣體注入系統、中子診斷等多個聚變堆關鍵部件的研製任務。

目前，西物院作為四川省唯一一家科研機構已入選首批優秀國際科技合作基地。在未來，該院還將繼續加強國際合作，為中國全面吸收和消化ITER的關鍵技術、逐步掌握聚變堆的核心技術，並為自主建造磁約束聚變堆奠定堅實的科學和工程基礎。(完)

（2016-06-30 22:59:40）

【延伸閱讀】日媒：日靠核聚變合成113號元素 有望獲得命名權

參考消息網12月27日報道日本《產經新聞》網站12月26日發表了題為《日本第一個新元素》的報道，編譯如下：

25日記者從相關人士處獲悉，由理化學研究所（理研）合成的113號元素預計將通過國際認定。國際學術機構目前正在進行最終研究，預計將於明年1月正式認定，並將此元素的命名權交給理研。

這是日本發現的首個新元素。此前，日本在該元素的發現、合成過程中一直與俄美聯合研究團隊進行激烈競爭。此次預計能夠通過國際認定也將是日本留在世界科學史上的一項重大成果。

元素是具有相同核電荷數（即核內質子數）的一類原子的總稱。目前人類所發現的元素數量（包含未確定的在內）共計118個。美俄等國為了樹立國家威信，始終在該領域投入巨大精力。而此次的113號元素是首次由亞洲國家發現的新元素。

按照慣例，新元素將由發現該元素的團隊命名。目前，「Japonium」是113號元素最有力的候選名稱。但命名需要等國際機構認定後才能決定。

實際上，比92號鈾元素更重的元素在自然界中基本不存在，只能通過人工合成。理研和俄美的研究團隊都號稱發現了113號元素，並從約10年前就開始提交國際專家進行審查。

負責審查新元素的是國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）和國際純粹與應用物理聯合會（IUPAP）組成的聯合工作組。據相關人士介紹，目前聯合工作組已經把承認理研發現113號元素的報告提交給了IUPAC，之後再經IUPAP同意便能夠正式決定。

理研在2004年9月公開宣布，由森田浩介研究員利用加速器讓30號鋅原子高速撞擊83號鉍原子，通過核聚變反應成功合成了113號元素。到2012年為止，他們共成功合成3個113號元素，可信度很高。

另一方面，俄美的聯合團隊也在2004年宣布利用其他方法合成了113號元素，並且時間上比理研靠前，數量上也佔據壓倒性優勢。但由於能夠證明其合成元素就是113號元素的證據不充分，俄美聯合團隊的發現未能通過國際認定。

另外，俄美研究團隊還號稱已經發現了115、117和118號元素，並且正在接受審查。

此次理研預計能夠在激烈的國際競爭中通過認定，跑贏俄美的聯合團隊，主要是勝在實驗數據的確鑿上。雖然發現時間和合成次數都是俄美佔優，但日本理研勝在了質量之高。

俄美團隊是利用20號鈣元素高速撞擊95號鎇元素，首先合成出115號新元素，然後再使其衰變成113號元素。但由於衰變過程中出現的原子核性質不明導致無法認證。

為了克服這一弱點，俄美又通過其他方法進行撞擊試驗，合成出的113號元素的數量遠遠超出理研的3個。加之俄美的首次合成早於理研，因此在國際聲望上壓倒了理研。

事情出現轉機是在三年前，理研第三次合成113號元素時，已知的原子核在衰變時連續6次獲得了明確證據，其可信度得到了飛躍性的提升，通過確鑿的證據將搶先一步的俄美擊退。

實際上，人類一直在探索比92號鈾重的新元素，美國、德國、俄羅斯等國始終在展開競賽。

美國1940年率先發現了93號元素鎿以後，接連發現94號到103號的多個新元素。此後，美國與蘇聯展開激烈競爭。上世紀80年代和90年代，德國陸續發現了107號到112號共6個新元素，鑄就了一個新元素髮現的新時代。冷戰結束後，美俄開始進行新元素的共同研究。在113號元素的發現項目上，美俄德甚至展開了三國合作，而日本始終是孤軍奮戰。此次，日本能衝出美俄德三國重圍，為亞洲獲得首個新元素髮現的殊榮，其意義非同一般。

（2015-12-27 09:50:27）