【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】 ———————————————— 受控聚变研究在中国 LD 中国是一个人口大国，人均占有资源相对来说很少。中国现在又处于高速发展阶 段，对能源的需求是很巨大。以原油为例，国产原油只能满足国内需要的三分之 二，而且缺口会随国家经济的发展而进一步加大。对此问题，国家正在想各种办 法加以解决：开发西南丰富的水利资源；变煤为油；裂变核电站，等等。然而这 些办法的确能够提供相当数量的能源，但对环境的压力比较大。而聚变能作为一 种远景诱人的能源，尽管目前它离实用还有很长的路要走，但国家依然对此进行 了巨大的投入。 实现受控聚变的途径目前有两个：一是磁约束，另一个是惯性约束。而自然界中 的聚变通常发生在恒星内部，是引力约束。人类实现的第一次人工受控聚变就是 氢弹。然而除了用于战争杀人之外，氢弹所释放的巨大能量还不能被人类和平地 利用。但和平利用聚变能，为人类造福，在氢弹爆炸成功之后，就成了物理学家 们的心愿。 在磁约束聚变方面，苏联人功不可没：现在前景最看好的聚变装置(Tokamak)就 是苏联人发明的。随着苏联的解体，俄国人在聚变方面的影响力大大降低。目前 世界上正在运行的几个主要装置都不在俄国，而是在美国、日本和欧洲。与这些 发达国家相比，中国在磁约束聚变方面的研究要落后不少。但由于政府日渐重视 国家的远景能源，现在对聚变研究的投资力度正在加大。位于合肥的等离子体物 理研究所正在兴建一台超导Tokamak，名为HT-7U(Hefei Tokamak –7 Upgrade)。 这个计划属于中国科学院大科学工程，国家为此将投资1亿多元RMB。该Tokamak 的建成，将使中国拥有世界第三大超导Tokamak，将使中国在磁约束聚变方面的 研究跨上一个新台阶。国内另一个从事磁约束聚变研究的主力军是位于乐山的西 南物理研究院，该研究院属于核工业总公司。那里有一台Tokamak，名叫“环流 器2号”(HL-2)，装置的规模与合肥现有的差不多。其它还有一些小的研究装置， 如位于北京物理研究所的CT-6B(中国第一台Tokamak就诞生在该所，CT意为中国 Tokamak)，位于中国科学技术大学的KT-5C(意为科大Tokamak)。值得一提的是， 中国科大的研究小组于2000年在Phys. Rev. Lett.上发表了他们在等离子体物理 研究所的HT-6M上完成的实验的结果。这是国内磁约束聚变实验结果首次在Phys. Rev. Lett.上。 惯性约束聚变是利用高功率的激光束或粒子束辐照聚变燃料，聚变燃料被压缩至 高温高(5千万度以上)密度(600g/cm^3)发生聚变。由于这个过程与氢弹有相似之 处，惯性约束聚变研究从一开始就是处于保密状态。也由于惯性约束聚变与氢弹 有关，几个核大国在二十世纪60年代就开始了各自的研究。1994年，美国 Lawrence Livermore National Laboratory解密了他们在90年代以前的实验结果。 值得国人自豪的是，中国是开始这方面研究的最早的国家之一：已故杰出的核物 理学家王淦昌院士在1964年就提出了激光聚变的设想。然而限于中国的国力，尽 管起步不晚，我们在这种大科学工程方面的研究不可避免地还是走在了别人的后 面。中国进行惯性约束聚变的主要力量有两个：一是位于四川绵阳的中国工程物 理研究院，另一个是位于上海的上海光学与精密机械研究所。目前，中国最大的 激光聚变装置“神光II”号(8kJ/1ns/1μm/8束)就位于上海，另外一台小型的激 光装置“星光II”(150J/1ns/0.35μm/1束)则位于绵阳。从装置的规模来看，中 国要落后世界最高水平20年左右。尽管如此，中国人在激光聚变的很多领域，尤 其是技术领域还是做出了很多值得称道的工作：如已故邓锡铭院士在1980年代中 期发明的一种光束均匀化技术已经被国际认可，被称为“上海法”或“邓法”； 山东大学生长出大口径的非线性光学晶体(KDP)；Nd玻璃的大批量生产，等等。 这些关键技术的突破，无疑为增强中国的综合国力做出了贡献。中国计划在绵阳 建造更大的激光装置“神光III”，尽管它的规模比美国目前在建的 NIF(National Igniton Facility)仍然要小许多，但通过“神光III”的建设， 中国必定会在大口径光学加工、大口径电子光学系统方面的技术力量和技术储备 得到极大的加强，而且必然会带动一批相关产业的发展。 实现受控聚变是一个比登月还要困难得多的科学工程。这个科学工程从二十世纪 50年启动，到现在人们还没有建立起一个可用于发电的聚变反应堆。我相信，随 着中国的不断发展，国力的不断加强，中国人一定会在这个领域为人类做出更大 的贡献。 写在后面的话 写了一点关于国内聚变研究的状况，很是肤浅。国内现在普遍是一种急功近利的 心态，虽然科学论文发表了很多(中国大陆在过去的20年里被SCI收录的论文增长 了19.5倍)，但真正有影响的不多(国家自然科学一等奖常年空缺)。这也是方舟 子打假受人称赞同时又受到一部份人憎恨的大背景。我从事与惯性约束聚变相关 的研究，痛感自己从事的是世界“落后”水平的研究工作。和同事们谈论起来， 每每也感觉到科研体制和科研管理种的种种不合理。尽管有种种的不如人意，但 还是有许多人在埋头苦干。以KDP晶体为例，美国人也能长这种晶体，十分耗时。 苏联解体后，美国把前苏联的专家挖走，使他们的晶体生长速度提高十倍。中国 本来没有掌握大口径KDP晶体的生长技术，“神光II”上要使用8对KDP晶体，但 由于美国政府禁运，不能到货。然而山东大学终于掌握了这一关键技术，生长出 来的KDP晶体据说有一人多高。这样类似的例子也很多。正是许许多多这些人努 力的工作，中国前进步伐才有了坚实的基础。在这个坛子上，因为方舟子个人志 向在于揭露黑暗面，我们在这里常常看到的是丑陋的东西，也许有人就此感到暗 淡。尽管有这样或那样不光彩的事常常发生，但大家也要看到，中国的科学事业 正在以前所未有的速度发展。 ———————————————— 【新语丝电子文库(www.xys.org)(www.xys2.org)】