2012-12-05 09:06:00 來(lái)源:證券時(shí)報(bào)網(wǎng)
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轟動(dòng)世間數(shù)年的美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)，近日被披露已迫于種種壓力扭轉(zhuǎn)研究方向，焦點(diǎn)由“能源”變?yōu)榱恕昂宋淦鳌薄?/font>
據(jù)英國(guó)《自然》雜志在線版12月一則消息稱：“在一次證明未來(lái)核聚變發(fā)電原理遭遇失敗后，世界上最強(qiáng)大的激光設(shè)施，‘調(diào)轉(zhuǎn)航向’，開(kāi)始駛向其核武器研究的目的地?！?/font>
鑒于點(diǎn)火裝置已然取得的重大進(jìn)展，眾多物理學(xué)家情感和理智都難以接受而對(duì)這一決議大加批評(píng)。更有意見(jiàn)認(rèn)為，政府考慮輕率，對(duì)核聚變能源的探索將使美國(guó)在新一輪科技競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，更有可能推動(dòng)我們的文明進(jìn)程；而現(xiàn)在，他們選擇了更有威懾力的武器庫(kù)。
曾經(jīng)的“能源危機(jī)終結(jié)者”
2009年NIF裝置落成之時(shí)各界對(duì)其評(píng)價(jià)猶在耳邊：“人類有史以來(lái)第一次在實(shí)驗(yàn)室里面取得核聚變能源”、“世界上體積最大能量最高的激光系統(tǒng)”。時(shí)任加州州長(zhǎng)的阿諾·施瓦辛格在落成典禮上贊揚(yáng)得不遺余力，他稱其為加州乃至美國(guó)的偉大成就，將有可能使美國(guó)的能源結(jié)構(gòu)發(fā)生革命性變化，而施瓦辛格曾經(jīng)效力的老東家——好萊塢可就慘了，它的電影特效將不再稀奇，因?yàn)镹IF在現(xiàn)實(shí)世界就能做到。
類似“人造太陽(yáng)”的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，國(guó)際上不只NIF一家，但NIF項(xiàng)目的最大的看點(diǎn)在于，其要成為“第一個(gè)突破平衡點(diǎn)的設(shè)施”，這個(gè)突破平衡點(diǎn)，指產(chǎn)生的能量大于啟動(dòng)它所需要的能量，即“能量增益”，這正是核聚變工作者夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。
就在今年3月，NIF所發(fā)射出的激光在經(jīng)過(guò)最后一個(gè)聚焦透鏡后，達(dá)到了2.03兆焦，一舉打破紀(jì)錄的同時(shí)，也成為世界上首個(gè)2兆焦能量的紫外激光。人們當(dāng)時(shí)說(shuō)它是兼顧了“國(guó)家安全利益與科學(xué)發(fā)展”的典范，一方面帶領(lǐng)著美國(guó)第二大激光——羅切斯特大學(xué)激光器一起成為“無(wú)爆炸核試驗(yàn)”不可或缺的部分，另一面拼了命的實(shí)現(xiàn)著核能發(fā)電的終極夢(mèng)想——只要這臺(tái)激光器能每秒鐘發(fā)生三四次小燃料球內(nèi)的爆炸，且給它連續(xù)不斷地爆下去，釋放的能量就媲美百萬(wàn)千瓦級(jí)的發(fā)電站了！
當(dāng)然，在2012年3月，它離每秒爆三四次還差的遠(yuǎn)呢。第二次點(diǎn)火就隔了36小時(shí)。但誰(shuí)說(shuō)改變世界能源困局，或是改變世界能源格局，它是個(gè)容易事呢。
今第一研究目標(biāo)讓位于核武器
但聯(lián)邦官員和美國(guó)國(guó)會(huì)已經(jīng)不想等了。這臺(tái)坐落在勞倫斯·利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室的龐然大物已經(jīng)耗資35億美元，現(xiàn)在得為天價(jià)的它謀個(gè)新出路——按勾勒的計(jì)劃：將點(diǎn)火的科研時(shí)間由80%削減到50%，給國(guó)家核安全管理局來(lái)安排事務(wù)，基本是用于負(fù)責(zé)維護(hù)美國(guó)的核軍火庫(kù)——這也就是NIF的新角色。
說(shuō)新也不算新。早在2009年NIF落成之時(shí)，就有外媒曾指出，NIF首要目的是幫助政府確保美國(guó)老年核武器可靠性，最后才是建成一座核聚變發(fā)電站。這一目標(biāo)當(dāng)時(shí)并未惹人非議。
因?yàn)槿巳诵闹敲?，啟?dòng)聚變反應(yīng)最容易的途徑是什么？原子彈。但美國(guó)政府已于1992年承諾不進(jìn)行地下核武器試驗(yàn)，這種情況下，一臺(tái)超級(jí)能量的激光器，采用激光而不是核爆炸來(lái)產(chǎn)生聚變反應(yīng)，正是核武器研究不可多得的裝置。
更何況，NIF項(xiàng)目耗資不菲，表達(dá)出為政府效力的決心自然也是應(yīng)該的；且一般此等級(jí)別的大型實(shí)驗(yàn)裝置，通常不可能只有一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)，在不同階段它能完成不同的功用，除了尋求能源之路以及核武器研究外，NIF的溫度和密度也允許它模擬外星球的環(huán)境，完成天體物理實(shí)驗(yàn)。
但在這三年多的時(shí)間，激光器一次次對(duì)世界紀(jì)錄的刷新，均被人們視為“實(shí)現(xiàn)可控核聚變進(jìn)而拯救能源危機(jī)”之路上的座座豐碑，在這個(gè)絢麗的光環(huán)下，很少人理會(huì)點(diǎn)火裝置的其他功用。
現(xiàn)在，一系列意外的技術(shù)問(wèn)題使NIF的能源探索之路在9月結(jié)束，核武器研究被放在了第一位。對(duì)引起的軒然大波，美國(guó)國(guó)家核安全局防御計(jì)劃副局長(zhǎng)唐納德·庫(kù)克宣稱，沒(méi)人說(shuō)要放棄點(diǎn)火，現(xiàn)在只是一個(gè)新計(jì)劃需要產(chǎn)生，采取的是更緩慢、更系統(tǒng)的處理方式。
世界領(lǐng)先的中國(guó)新一代熱核聚變裝置EAST2006年9月28日首次成功完成了放電實(shí)驗(yàn)，獲得電流200千安、時(shí)間接近3秒的高溫等離子體放電。
負(fù)責(zé)這一項(xiàng)目的中國(guó)科學(xué)院等離子體所所長(zhǎng)李建剛研究員在接受新華社記者采訪時(shí)說(shuō)，此次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了裝置內(nèi)部1億度高溫，等離子體建立、圓截面放電等各階段的物理實(shí)驗(yàn)，達(dá)到了預(yù)期效果。
工藝鑒定組專家、中科院基礎(chǔ)科學(xué)研究局金鐸研究員在實(shí)驗(yàn)后的新聞發(fā)布會(huì)上宣布，EAST通過(guò)國(guó)家“九五”大科學(xué)工程工藝鑒定。
參與EAST研究合作的美國(guó)通用原子能公司蓋瑞·杰克遜博士說(shuō)：“EAST成為世界上第一個(gè)建成并真正運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，它將在未來(lái)10年內(nèi)保持世界先進(jìn)水平?！?/font>
我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置首次成功放電
我國(guó)最新一代核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“EAST”(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)2006年9月28日在安徽合肥首次放電，成功獲得了電流超過(guò)200千安、時(shí)間近3秒的高溫等離子體放電。
EAST大科學(xué)工程總經(jīng)理萬(wàn)元熙介紹說(shuō)，目前放電實(shí)驗(yàn)還在進(jìn)行當(dāng)中，各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)參數(shù)還在不斷提高，顯示了EAST裝置具有良好的整體性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果將提交近期由國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)在中國(guó)成都舉行的第21屆國(guó)際聚變能大會(huì)。EAST成為世界上第一個(gè)建成并正式投入運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，標(biāo)志著我國(guó)磁約束核聚變研究進(jìn)入國(guó)際先進(jìn)水平。
工藝鑒定組專家、中科院基礎(chǔ)科學(xué)研究局金鐸研究員在新聞發(fā)布會(huì)上宣布，EAST通過(guò)國(guó)家“九五”大科學(xué)工程工藝鑒定。
穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的核聚堆產(chǎn)生能量的方式和太陽(yáng)產(chǎn)生能量的方式相同，都是由原子核聚變放出巨大能量，因此穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的核聚變堆也被俗稱為“人造太陽(yáng)”。EAST大科學(xué)工程總經(jīng)理萬(wàn)元熙研究員說(shuō)，未來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的熱核聚變反應(yīng)堆投入商業(yè)運(yùn)行后，能提供無(wú)限的、潔凈的、安全的能源，將使人類未來(lái)數(shù)億年的能源問(wèn)題得到徹底解決。
根據(jù)設(shè)計(jì)，EAST產(chǎn)生等離子體最長(zhǎng)時(shí)間可達(dá)1000秒，溫度將超過(guò)1億度。該裝置的建設(shè)由中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所承擔(dān)，歷時(shí)8年、耗資2億人民幣。
萬(wàn)元熙研究員介紹說(shuō)，EAST集全超導(dǎo)和非圓截面兩大特點(diǎn)于一身，且具有主動(dòng)冷卻結(jié)構(gòu)，能產(chǎn)生穩(wěn)態(tài)的、具有先進(jìn)運(yùn)行模式的等離子體，國(guó)際上尚無(wú)成功建造的先例。其科學(xué)目標(biāo)是通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，為未來(lái)建造穩(wěn)態(tài)、高效、安全的聚變反應(yīng)堆提供重要的工程技術(shù)和物理基礎(chǔ)。
專家說(shuō)，EAST比國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER在規(guī)模上小很多，但兩者都是全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克，即兩者的等離子體位形及主要的工程技術(shù)基礎(chǔ)是相似的，而EAST至少比ITER早投入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行10年至15年。因此，無(wú)論從人才培養(yǎng)和奠定工程技術(shù)及物理基礎(chǔ)的角度上說(shuō)，EAST都將為ITER計(jì)劃做出重要的、實(shí)質(zhì)性的貢獻(xiàn)，并進(jìn)而為人類開(kāi)發(fā)和最終使用核聚變能做出重要貢獻(xiàn)。
據(jù)了解，ITER是目前世界上最大的國(guó)際間科技合作項(xiàng)目之一，總投資約46億歐元，其目標(biāo)是要建造可控制的核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆。
專家："人造太陽(yáng)"商業(yè)運(yùn)行后發(fā)電量夠用數(shù)億年
世界領(lǐng)先水平的我國(guó)新一代“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置EAST2006年9月28日在安徽合肥首次放電成功，這意味著人類在核聚能研究利用領(lǐng)域又邁出了新的一步。EAST大科學(xué)工程總經(jīng)理萬(wàn)元熙說(shuō)，未來(lái)的穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的熱核聚堆用于商業(yè)運(yùn)行后，所產(chǎn)生的能量夠人類用數(shù)億年乃至數(shù)十億年。
能源短缺是當(dāng)今世界各國(guó)面臨的共同問(wèn)題。人類最近20多年來(lái)向地球索取了數(shù)額龐大的石油、天然氣、煤炭等不可再生的礦物能源，一些國(guó)家的煤炭資源已采掘殆盡。礦物能源不僅造成各種污染和“溫室效應(yīng)”，而且還有枯竭之虞。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，核能將是繼石油、煤和天然氣之后的重要能源。
萬(wàn)元熙研究員介紹說(shuō)，核能分為核裂變能與核聚變能，前者已經(jīng)被人類加以利用用來(lái)發(fā)電，而裂變堆的核燃料蘊(yùn)藏極為有限，不僅產(chǎn)生強(qiáng)大的輻射，傷害人體，放射性核廢料的處理也一直是讓人頭疼的難題。與之相比，核聚變輻射極少，且核聚變?nèi)剂峡梢哉f(shuō)是取之不盡，用之不竭。
他介紹說(shuō)，核聚變反應(yīng)燃料是從海水中提煉的氫的同位素氘。據(jù)測(cè)，每1升海水中所蘊(yùn)含的氘如果提取出來(lái)，發(fā)生完全的聚變反應(yīng)，能釋放相當(dāng)于300升汽油燃燒時(shí)釋放的能量。以此推算，根據(jù)目前世界能源消耗水平和海水存量，核聚變能可供人類使用數(shù)億年，甚至數(shù)十億年。
“人造太陽(yáng)”概念股
2009年，曾有市場(chǎng)傳聞稱，寶勝股份(600973)拿了11億歐元訂單。寶勝股份澄清：人造太陽(yáng)項(xiàng)目預(yù)計(jì)在中國(guó)采購(gòu)超導(dǎo)電纜11億元人民幣，而作為最有力的競(jìng)爭(zhēng)者，寶勝股份正積極開(kāi)拓超導(dǎo)電纜市場(chǎng)，但尚未取得批量銷售合同。
深圳智多盈（微博)認(rèn)為，所謂“人造太陽(yáng)”，即國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER)建設(shè)工程，旨在地球上模擬太陽(yáng)的核聚變。由于核聚變能以氘氚為燃料，都可以從海水中提取，核聚變反應(yīng)不產(chǎn)生溫室氣體及核廢料，具有安全、潔凈、資源無(wú)限3大優(yōu)點(diǎn)，是最終解決我國(guó)乃至全人類能源問(wèn)題的戰(zhàn)略新能源。
中國(guó)全面實(shí)施“ITER計(jì)劃”
2003年1月國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)我國(guó)參加ITER計(jì)劃談判，2006年5月24日，我國(guó)政府與歐盟、日韓、俄羅斯和美國(guó)共同草簽了ITER計(jì)劃協(xié)定，標(biāo)志著ITER計(jì)劃進(jìn)入全面實(shí)施的準(zhǔn)備階段。我國(guó)目前擁有兩個(gè)較為著名的“人造太陽(yáng)”實(shí)驗(yàn)裝置——位于合肥的全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)和位于成都的中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。
演繹激情燃燒的歲月
中國(guó)在參與ITER計(jì)劃的過(guò)程中已經(jīng)形成了一系列技術(shù)成長(zhǎng)點(diǎn)，如鎧裝超導(dǎo)電纜導(dǎo)體(CICC)制造技術(shù)處在世界先進(jìn)行列，產(chǎn)量達(dá)世界第一。寶勝股份(600973)一旦其超導(dǎo)電纜中標(biāo)，將有效打開(kāi)公司未來(lái)的成長(zhǎng)空間。
而在超導(dǎo)電纜方面有涉足的上市公司包括沃爾核材(002130)、三普藥業(yè)(600869)以及在高端電纜領(lǐng)域有實(shí)力的中科英華(600110)、南洋股份(002212)等也值得關(guān)注。另外，長(zhǎng)園集團(tuán)(600525)的電網(wǎng)設(shè)備、大冷股份(000530)的超低溫制冷技術(shù)、綜藝股份(600770)旗下子公司高溫超導(dǎo)濾波器技術(shù)、煙臺(tái)冰輪(000811)的核閥門技術(shù)等，都有可能參與ITER計(jì)劃而成為直接受益者。
將影響慣性約束核聚變商業(yè)化前景
NIF自落成典禮至今三年，但物理學(xué)家夢(mèng)想使用高功率激光器瞬間加熱并壓縮氫使之點(diǎn)火，已有三十余年。
但現(xiàn)在顯然有對(duì)國(guó)家點(diǎn)火裝置持消極態(tài)度的。在研究人員報(bào)告他們距離實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火所需要的條件尚有距離之后，國(guó)會(huì)投資者表示失望，他們想盡快看到成果。
據(jù)中國(guó)科技網(wǎng)報(bào)道，批評(píng)人士稱，實(shí)驗(yàn)室當(dāng)初信心滿滿地說(shuō)激光核聚變可以產(chǎn)生電能，使得國(guó)會(huì)堅(jiān)信他們是在為一個(gè)能源項(xiàng)目花錢，但事實(shí)卻令他們痛心：原來(lái)所謂激光核聚變，與產(chǎn)生電能尚有距離。
熟悉NIF計(jì)劃的資深科學(xué)家稱：“實(shí)驗(yàn)室過(guò)分強(qiáng)調(diào)了點(diǎn)火裝置的能源效應(yīng)，使得在核武器儲(chǔ)備管理方面、基礎(chǔ)科學(xué)研究蒙受損失?！?/font>
更有甚者認(rèn)為：技術(shù)研究者永遠(yuǎn)說(shuō)，他們二十年后就能實(shí)現(xiàn)。那么慣性約束核聚變什么時(shí)候能商業(yè)化運(yùn)營(yíng)并提供電力呢?這個(gè)問(wèn)題的答案可能很簡(jiǎn)單，永遠(yuǎn)不會(huì)。
其實(shí)自NIF籌建之日起，反對(duì)的聲音一直沒(méi)有消沉過(guò)，另一家實(shí)驗(yàn)室——洛斯·阿拉莫斯的科學(xué)家嘲笑這將是有史以來(lái)最龐大而昂貴的“擺設(shè)”，同時(shí)奪走了其他領(lǐng)域本來(lái)就不寬裕的資金。
而領(lǐng)導(dǎo)加州大學(xué)團(tuán)隊(duì)對(duì)點(diǎn)火裝置進(jìn)行檢查的物理學(xué)家羅伯特·拜爾認(rèn)為，點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)業(yè)已取得了顯著進(jìn)展?！皟H是激光本身已經(jīng)相當(dāng)了不起的。”拜爾稱，單次能釋放1.85兆焦的能量，大致符合實(shí)驗(yàn)室的最初承諾，而且小燃料球也表現(xiàn)良好。項(xiàng)目主管艾德·摩西也宣稱：“該設(shè)備的重大價(jià)值就和我們之前說(shuō)的一樣。”
Dvice在線版一篇文章指出，憤怒的政府先生們罔顧了“優(yōu)先考慮”，一面是核聚變能，其將使能量變得無(wú)比廉價(jià)與豐富，而人們無(wú)疑永遠(yuǎn)需要能量;另一面，則是個(gè)擴(kuò)大了的武器庫(kù)。
涉及核能的上市公司：
中核科技：公司獲得國(guó)家核安全局頒發(fā)的壓水堆核電閥門設(shè)計(jì)、制造許可證，其研制的核電站關(guān)鍵閥門技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際同類產(chǎn)品水平。公司生產(chǎn)的核電關(guān)鍵閥門也已經(jīng)通過(guò)國(guó)防科工委的鑒定。
東方電氣：國(guó)內(nèi)核島設(shè)備生產(chǎn)的骨干企業(yè)，是未來(lái)核電高速發(fā)展受益最大的企業(yè)。按東方電氣集團(tuán) 45%的市場(chǎng)占有率進(jìn)行計(jì)算，每年?yáng)|方鍋爐從核電項(xiàng)目中獲取的訂單為 26.3 億元人民幣，每年?yáng)|方電氣從核電項(xiàng)目中獲取的新增訂單為8.96 億元人民幣。相對(duì)于常規(guī)的電站鍋爐，核電設(shè)備具有更高的利潤(rùn)率。
蘭太實(shí)業(yè)：與中國(guó)原子能科學(xué)研究院合作，建設(shè)“核極金屬鈉“生產(chǎn)項(xiàng)目，此項(xiàng)目不僅使公司取得了核極鈉的生產(chǎn)技術(shù)及其配套設(shè)備，而且使其成功切入高尖端科技的核能源領(lǐng)域。應(yīng)用高科技鈉凈化技術(shù)生產(chǎn)核極鈉，已經(jīng)向我國(guó)第一座快中子實(shí)驗(yàn)核反應(yīng)堆提供了 350 噸的核極鈉。
奧特迅：公司中標(biāo)廣東陽(yáng)江核電廠一期工程 LOT69—常規(guī)直流及不間斷電源系統(tǒng)，金額 898.22 萬(wàn)元;中標(biāo)遼寧紅河核電廠一期工程。
海陸重工：核承壓設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造與銷售。
自儀股份：與國(guó)家核電技術(shù)公司有意共同出資組建核電儀控系統(tǒng)工程的合資企業(yè)，共同承擔(dān)第三代核電 AP1000 儀控系統(tǒng)技術(shù)的引進(jìn)、消化和吸收。
閩東電力：攜手中廣核能建設(shè)的抽水蓄能電站，可將電網(wǎng)負(fù)荷低時(shí)的多余電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)高峰時(shí)期的高價(jià)值電能，還適于調(diào)頻、調(diào)相，穩(wěn)定電力系統(tǒng)的周波和電壓，為事故備用。使核電、煤電機(jī)組試驗(yàn)得以順利進(jìn)行，是核電樞紐工程之一。
哈空調(diào)：中國(guó)最大的石化空冷器、電站空冷器、電站燉核電站空調(diào)機(jī)組生產(chǎn)基地，是中國(guó)核工業(yè)總公司確定的生產(chǎn)核電站大型成套空氣處理機(jī)組的定點(diǎn)生產(chǎn)企業(yè)。
