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2006年3月14日，這是全超導托卡馬克EAST（原名HT?7U）核聚變實驗裝置（又稱『人造太陽』）。 |
央視新聞頻道《新聞會客廳》節目文稿：揭秘『人造太陽』
主持人：您好觀眾朋友，歡迎走進《新聞會客廳》。3月23號，汽油的價格又漲了，讓我們感覺到除了以後買汽油多花錢之外，能源危機似乎離我們越來越近，也是在同一天一個消息也被人們注意到，就是說中國要昇起人造太陽了，而提供一種無限量的、安全、清潔的能源，聽到這樣的消息人們難免心生疑問，太陽可以人造嗎？
億萬年來，地球上的萬物靠著太陽源源不斷的能量維持自身的發展。
2006年3月23日，有一條關於太陽的新聞引起了人們的關注：中國的『人造太陽』實驗裝置調試成功，年內即將運行。這使得人們對『人造太陽』這個話題產生了濃厚興趣。
(關於『人造太陽』一詞，記者在街上的隨機采訪)
記者：一聽到『人造太陽』這個詞，你能想到的是什麼？
市民1：又大又亮，又漂亮。
市民2：發電、發熱？
市民3：像燈泡一樣的吧。
市民4：玩具，給小孩玩的玩具。
市民5：應該是跟藝術有關的吧。
市民6：為人類提供能源的吧？這不是能源危機了嘛。
在記者隨機采訪的20多個人當中，沒有人能夠准確地說出人造太陽到底是怎麼回事，在大多數人眼中，人造太陽就是人類復制的一個新太陽。『人造太陽』真的是能夠掛在天上的新太陽嗎？它究竟是個什麼樣子？中國剛剛調試成功的『人造太陽』實驗裝置又是什麼呢？這個答案也許只有親自造太陽的人知道。
主持人：今天我們就請到了在這個問題上最有發言權的，這個項目的負責人萬元熙教授，萬教授您好。剛纔的答案五花八門，有人說肯定是很大很亮，有人說像燈泡一樣，有人說可能是給小孩制造的玩具，但是真正人造太陽的樣子是什麼樣，
萬元熙：引起人們誤解的就是現在在等離子物理所經過八年的艱苦奮斗努力，終於建造了一個全超導的托克馬克試驗裝置。
主持人：這個裝置如果成功的話，就是將來的人造太陽的樣子嗎？
萬元熙：基本上就是這樣，但是它更大。
主持人：這個給人感覺就是一個超大的鍋爐的樣子，根本和我們現在看到的天上的太陽不相乾，能不能簡單地這麼理解，之所以稱作人造太陽，就是它產生能量的原理和太陽產生能量的原理是一樣的，所以這樣叫？
萬元熙：對，太陽是發出強大的光，輻射到宇宙空間當中去，太陽上面這麼巨大的能量來自於什麼？來自於核聚變反應。
主持人：通過像太陽一樣的核聚變反應發電，就是未來的人造太陽？
萬元熙：對。
在太陽的中心，溫度高達1500萬攝氏度，氣壓達到3000多億個大氣壓，在這樣的高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，並放出大量能量。幾十億年來，太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置，無休止地向外輻射著能量。
核聚變能是兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核時釋放的能量，產生聚變的主要燃料之一是氫的同位素氘。氘廣泛的分布在水中，每一昇水中約含有30毫克氘，通過聚變反應產生的能量相當於300昇汽油的熱能。采集氘並使之與相關物質聚變產生能量，就是人造太陽的原理。
根據科學家的分析，如果我們未來能建成一座1000兆瓦的核聚變電站，每年只需要從海水中提取304公斤的氘就可以產生1000兆瓦的電量，照此計算，地球上僅在海水中就含有的45萬億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽的壽命還要長。
1952年，當第一顆氫彈爆炸之後，人類制造核聚變反應成為現實，但那只是不可控制的瞬間爆炸。從那個時候開始，科學家們一直在尋找途徑，把氫彈爆炸在某個試驗裝置上面加以控制地讓它發生，然後源源不斷地取出它的核聚變能。50多年的時間過去了，這個夢想一直沒能實現。
主持人：氫彈是瞬間的，這個能持續不斷地讓它產生能量。
萬元熙：對，因此我們把我們的研究稱為可以控制的受控熱核聚變反應，這種反應在兩條途徑當中正在迅速地發展，一條途徑就是造出各式各樣的磁容器來，其中有一類磁容器叫做托克馬克，正是在這一類的托克馬克聚變裝置上面，在世界上經過60年的努力，已經取得了巨大的成功，在這種裝置上已經可以把氘氚的聚變燃料加熱到四億到五億度的高溫區，然後在這麼高的溫度下就發生了大量的聚變反應。在世界上最大的托克馬克裝置歐洲聯合環上面已經獲得了最大的聚變功率輸出，到了16到17兆瓦，但是都只能短暫地運行，也就是這個磁籠只能存在幾秒、十幾秒鍾，因此你加熱到實現聚變反應也只有幾秒鍾的短暫時間。
主持人：而我們追求的是連續不斷地？
萬元熙：對，所以說一方面獲得了巨大進展，另外一方面能否走向穩態運行，這是未來的聚變反應堆所需要的。
主持人：您剛纔講的這些內容當中，特別常提到的一個詞就是穩態，是不是這次的裝置最大的進展就在於此？
萬元熙：對，這個裝置最大的特點就是為了把托克馬克已經取得的巨大進展過渡到穩態運行，為未來實現真正的人造小太陽做出重要的貢獻。
主持人：它能不能實現這個效果，就現在還不知道呢，是嗎，要到七八月份讓它運轉一次纔知道它能不能實現相對持續時間的輸出能量。
萬元熙：我們未來七八月份是全部把裝置裝好以後，僅僅是開始了物理實驗，這個物理實驗已經引起了全世界同行的很大關注，給予了極高的興趣，原因就是到目前為止，這將是第一個全超導的，可以穩態運行的一個托克馬克裝置。
主持人：現在其實進行到這個階段，就是把這個裝置要進行實驗，還不見得這是能發電的太陽，可是卻做了非常多的宣傳，人們以為人造太陽要昇空了，這一個進展意義究竟有多大？
萬元熙：這是一個相當大的誤解，就是在全世界目前所有的聚變裝置，包括最大的也不能稱之為是人造太陽，已經建成的人造太陽，但是所有這些裝置上面的研究的各式各樣的結果，都會為未來建造真實的受控熱核聚變反應堆，聚變能電站做出重要的貢獻，奠定工程和物理的基礎，沒有這些工程和物理的基礎，不可想象未來可以建造一個真實的聚變反應電站。
距離當年的氫彈爆炸50多年的時間過去了，盡管世界上許多國家建起了核電站，人類還是沒有看到一座核聚變發電站的出現。但是核聚變電站的誘人前景依然是人們心中一個割捨不去的夢。50年來，全世界都在為建立一個能夠控制核聚變的裝置而努力。在30多個國家建造的大大小小上百個實驗裝置上，每一次放電時間的延長，人們都為之興奮；每一次溫度的提高，人們都為之歡呼；因為這看似小小的進步，都意味著我們離聚變能的應用更近了一步。
主持人：其實我們也知道，比方說核電站，這不是都已經存在了嗎，那樣的核電和未來的人造太陽發的核電的區別是什麼呢？
萬元熙：現在的裂變電站有兩個問題，一個問題，地球上所蘊藏的鈾礦，作為鈾的燃料也只能用60年左右，這是1998年世界能源組織公布的數據。
主持人：也有用完的一天，而且並不長。
萬元熙：對。另外一個相當大的問題，在使用鈾礦的過程當中產生一些高放射性的廢物，這些廢物的壽命非常之長，就是幾千上萬年它仍然是有放射性的，對人類的環境會造成另外一種污染。但是聚變能源恰恰不同，因為它的燃料來自於海水當中，藏量非常豐富，如果一昇海水等同於三百公昇汽油，您可以想象，人類的一次性的能源將是無窮盡的。
主持人：一昇海水怎麼等於三百公昇的汽油？
萬元熙：三百昇汽油，原因就是在一昇海水當中含有氫的同位素氘，如果你把它提取出來，放到未來的人造太陽當中發生聚變反應，放出來的能量等同於燃燒三百公昇的汽油的能量。
主持人：感覺像是一個無本生意一樣的。
萬元熙：對，這時候人類，第一，不會為可持續發展而操心。第二，不會為能源的短缺發生政治的、軍事的各式各樣的衝突，最重要的是不會因為使用化石燃料以及其它的燃料，把一個本來應當乾乾淨淨的地球變得非常髒，污染得非常厲害。特別是中國，因為中國是世界上發展最快的國家，能源的需求將成為非常大的一個嚴重的問題，像您剛纔在開頭所說的，油價又漲了，從兩塊多現在漲到了四塊多，不僅僅是油價漲，以後沒有了怎麼辦？不僅僅是沒有的問題，像北京的空氣污染，中國地球的污染，使用煤，使用汽油，這個污染多麼嚴重，所以說為我們子孫萬代未來的幸福生活著想，為人類的可持續發展著想，聚變研究再困難，我也呼吁各級領導所有的年輕人，有志於真實地為中國的興旺發達，為人類的可持續發展做出貢獻的科技工作者，或者年輕人，加入到我們這個行當當中來。
主持人：研究一個產生聚變反應的裝置就花了幾十年的時間，研究這個產品聚變反應的裝置就花了人類幾十年的時間，人類剛剛想到利用聚變產生能源的時候，有沒有預料到這個工程這麼困難？
萬元熙：當氫彈一旦爆炸成功的時候，當時在全世界，當時的蘇聯和美國都以絕密的形式進行著聚變能的受控熱核聚變能的研究，因為原子彈一爆炸以後，十幾年的工夫就研制出來了裂變電站，人們就可以用原子彈的裂變能量，氫彈一爆炸，巨大的無限的清潔能源我們即將獲得，所以說這些國家都認為氫彈爆炸了，是不是我們也可以用五年、十年或者十五年的時間造出一個聚變能電站。
主持人：那時候估計還是很樂觀的。
萬元熙：對，非常樂觀，所以處在絕密的狀況，絕密不是軍事上的原因，是因為商業的利益太巨大了，對人類的可持續發展太重要了，但是事實上，當所有這些國家從事這些絕密的研究數年、十多年以後就發現太困難了，所以最後受控熱核聚變的研究，目前在全世界是最廣泛的國際合作的研究項目，是完全不保密的。主持人：究竟碰到了什麼呢？
萬元熙：原因就是聚變的條件必須實現極高的溫度，加熱燃料到億萬度的高溫，這個燃料在億萬度高溫下面約束到一個局部的小空間當中，這個本身太復雜了，如果你加熱到上億度的高溫，什麼樣物質的器皿能夠盛裝上億度的高溫燃料，耐火磚是絕對不行的，不鏽鋼也絕對不行，所以你必須要用特殊的方式來約束極高溫度的聚變燃料。
主持人：不是一種具體的什麼物體、什麼物質了，而是一種方法本身成為一種固定它的方式，這個裝置。
萬元熙：如果說我們沒有物質的器皿能盛裝上億度高溫的高溫等離子體聚變燃料，我們可否用磁場構造一個磁的容器，來盛裝約束極高溫度的聚變燃料，這就是托克馬克這一種類型的磁約束聚變裝置，它就是用這個裝置外面大量大的線圈和磁體產生一個環形的磁容器，在這個磁容器裡面約束、加熱聚變的燃料，讓它發生聚變反應。
主持人：從開始進行這個研究到今天取得這個階段性的成果，用了人類多少年的時間？
萬元熙：自從過去的60年來，將近有一百個大大小小的托克馬克，證實所有的托克馬克，你貢獻這一點，我貢獻那一點，你有這個特點，我有那個特點，使得我們敢於去建造越來越大的托克馬克聚變裝置。
主持人：研究這個裝置就用去了60年的時間，可以這麼說嗎？
萬元熙：以及它上面的試驗研究。
主持人：60年到今天。
萬元熙：對，將近60年。
對於很多人來說，中國『人造太陽』的研制是個爆炸性新聞，但是對於萬元熙而言，這項工作很早就已經開始了。我國科學家在上個世紀50年代中期就開始了可控核聚變的研究，1984年中國核工業總公司西南物理研究院曾經建成中國最大的研究核聚變的托克馬克裝置。今年3月，萬元熙所在的中科院等離子物理研究所的『人造太陽』實驗裝置調試成功，意味著能夠穩態運行的實驗裝置已經具備實驗能力。
采訪中科院等粒子物理研究所所長李建剛：我們這一代的科學家已經做了50年還沒有完成這件事情，並不是說我們這些人太笨，因為這件事情太難了，難到靠任何一個國家的財力、物力和科學技術都不可能達到。我最大的願望就是希望在我有生之年能夠看到一個燈泡是用聚變能點亮的，但是客觀的講，也許這種願望實現不了，因為它太難了。
雖然萬元熙他們研制的『人造太陽』實驗裝置還沒有進行真正的核聚變實驗，但是他們的調試成功已經得到了國際聚變界的關注和稱贊。在萬元熙看來，和30年前他們剛剛開始這項研究相比，國際聚變界態度的轉變讓他頗有感觸。
主持人：在什麼樣的場合下，您最能感受到這種變化，這種被人尊敬，被人認可的變化？
萬元熙：特別是當我們的全超導托克馬克工程調試成功，過去當我們跟別的國家討論著國際交流和合作的時候，某些國家的官員們總是這麼說，我們跟你沒合作，沒有什麼可獲得的，現在不一樣，世界上最著名的許多研究所都主動、積極地要求跟中國科學院等離子體物理研究所，跟中國磁約束聚變界進行廣泛的合作，所以說十多年以來，隨著國力的強盛和國家的開放，一批有纔乾的聚變人纔在中國已經迅速成長起來了，這對中國未來聚變研究是太至關重要了。因為中國的聚變研究不是一代人能夠實現的，人造太陽的夢不是一代人能夠把它完成的，而這個夢要幾代人連續不斷地努力纔能夠變為現實。
主持人：剛纔這位所長應該比您還年輕多了，他都說他的有生之年可能看不到一個燈泡發電是靠核聚變這個電能產生的。
萬元熙：但是您想一想，當我們宣傳受控熱核聚變重要的時候，許多官員們或者領導們都會緊接著問我，我們什麼時候能拿到聚變能，我們什麼時候能夠發電，我要告訴他們說，可能還要三十到五十年的時間，哦，看來是太長了。我要說的是，跟整個人類歷史發展的長河相比較，三十年、五十年算什麼，五十年的工夫中國已經發生了翻天覆地的變化，如果三十到五十年我們能夠一勞永逸地解決人類可持續發展最重要的清潔能源，無限的清潔能源，三十到五十年極其困難，不成為任何問題。
主持人：開始的時候人類對研究聚變能表示很樂觀，五六年、十年可能就能成功，那您剛剛投入這個事業的時候，您怎麼想的，您預想也是十幾年就能獲得成功？
萬元熙：我從來沒認為這項研究能夠在十幾年當中就能成功，我認為這項研究是極其艱巨的，原因是我們的目標是要到五千萬度到數億度的高溫，在我投入這個裝置的時候，在托克馬克這類裝置上面，剛剛得到一個爆炸性的新聞，俄羅斯制造的T3托克馬克裝置上面獲得了上百萬度的高溫，就使整個世界聚變界非常歡欣鼓舞，可是百萬度離上億度，離千萬度，那還差得很遠。聚變研究是一個從基礎研究到工程技術的發展，到相當大規模的建立電站，這是一個非常復雜的系統工程，它既要基礎的物理研究結果的支持，更需要許多高科技技術的支持，可是我堅信，這個研究哪怕是再用三十年、五十年也是對人類的可持續發展太值得了。
主持人：在三十多年前，您投身這個事業的時候，您就知道，即便到自己退休也不見得能看到成果。
萬元熙：那肯定無疑的。
主持人：可是人們在做事的時候總是希望自己能夠親眼見到成果，它纔更有動力，如果知道我都可能看不見這個成果的時候，這個動力是來自於什麼？
萬元熙：我想整個聚變界都是如此，所以一方面我們整個國際聚變界要齊心協力，共同加以研究。另外一方面我們要培養新的年輕人纔，我們要爭取各個國家給予這項研究越來越大的支持，因為這也是不容易的事情。
主持人：現在年輕人面臨的很多問題是很現實的，他投入到一個領域當中，他總希望能夠今天看見成果，或者明天能夠寫論文，如果這個事業不能夠提供給他們很多東西，他們還願意來嗎？
萬元熙：以一種浮躁的心態去急功近利，去嘩眾取寵，那不叫科學研究，如果你有志於從事真實的對人類有意義的科學研究，你就應當耐得住寂寞，不要為名和利所誘惑，受控熱核聚變就是這樣一個研究，它對人類的未來如此重要，如果僅是為了急功近利，如果僅僅是為了個人的得失，那我覺得這項研究也許不適合於你。
主持人：您說這是一項要耐得住寂寞的事業，這幾十年當中您所體會到的寂寞是什麼呢？
萬元熙：中國科學院等離子體物理研究所如果有機會，真想邀請你去訪問一下，我們安徽合肥跟北京和上海相比，跟廣州相比，相對來講欠發達一些，盡管現在的省市領導全力以赴在推進經濟的發展，所以非常多的人纔在開頭的20年前都到國外去了，相當多的人纔能夠到北京，絕對不留在合肥，能夠到上海，也絕對不留在合肥，所以在整個我們所成長的過程當中，各人有各人的想法和意向，有的到北京去了，有的到上海去了，有的到其它地方，有的出國了，也不回來。
主持人：您是因為做這個領域的研究，知道裡邊的道理，所以覺得三十年、五十年很正常，你值得付出這個代價，但是當您跟外界這樣解釋的時候，人們都能理解嗎？
萬元熙：每年5月份我們都有所謂所的開放日，非常多的父母帶著自己年輕的孩子來訪問，這短短兩天的時間之內有幾萬人來訪問，他們教育著他們的孩子，了解著、認識著受控熱核聚變，了解著、認識著什麼是科學，什麼是非常有用的科學，現在哪怕是百分之幾的年輕的孩子們受到這種熏陶，認識到這種科學研究是非常重要的，加入到我們的行列當中就非常高興，何況是中國政府對聚變研究現在給予了越來越大的支持，越來越強的支持，這是一個最美好的前提條件。
主持人：對這樣一個三五十年可能看不見成果的一個研究項目，有沒有人不理解呢？
萬元熙：我覺得現在對受控熱核聚變研究對人類未來的重要性，沒有人不理解，只是說在某個階段應當用多大的財力、物力來支持這項研究，有不同的爭論，這是我個人的看法，但是這沒有關系，盡管大家有不同的看法，但是對受控熱核聚變研究要給予越來越強，越來越大的支持是非常重要的。
主持人：可以理解，這是一個特別耗費人力、物力、時間的一項事業，就是很費錢，費錢費到什麼程度？
萬元熙：比如說未來一個聚變，國際聚變界在托克馬克已經取得巨大成功的基礎上，曾經從1984年開始聯合進行下一個試驗聚變堆的設計和研究，具有幾個不同的版本，第一個版本是這個試驗反應堆要用一百億纔能把它建造起來，整個國際聚變界，各國政府都覺得錢太多了，所以改成第二個版本，要用五十億去建造，現在已經得到了各個國家政府的批准，中國已經決定加入到這個當中來。所以說用五十億僅僅建造一個試驗反應堆，這個試驗反應堆將可以產生500到700兆瓦的聚變功力，但它還不是一個真實的經濟、實用的人造太陽。
主持人：現在做研究，每天從您手裡花掉的錢有多少？
萬元熙：在上個月我們進行試驗調試的時候，大概一天的電費，直接或者間接消耗的電費就是五萬人民幣左右，還沒有算其它的備用部，易損件的補充、更替和人力。今後如果正常運行起來，起碼這樣一個裝置每天的運行和試驗的費用應當在十萬左右。
主持人：每過一天24小時，十萬塊錢不見了。這個項目這麼燒錢，對您有壓力嗎？
萬元熙：我覺得當然有壓力，盡管科學研究允許失敗，但是這麼大一個工程項目，我覺得你必須要成功，如果成功了，你所使用的這些經費就完全值得，如果你不成功，那麼至少獲得了很多教訓，非常幸運的是，我們的工程調試非常成功，我相信這一項工程項目建設一個穩態運行的試驗平臺的裝置本身，95%的成功把握已經具備，這也是一旦聽到我們工程調試成功的消息之後，幾乎是世界上主要研究所著名科學家們都紛紛來電，對我們表示祝賀。而且今年10月份將到我們所來參加我們第二次國際顧問委員會，這就是說我們花了很多的錢得到了非常好的回報。
主持人：今天您跟我講這麼多，我覺得您特別希望我們能夠理解核聚變反應是怎麼回事，理解這項事業的困難和前景都在哪兒，凡是能夠向外界去講這些的時候，您都很看重這樣講的機會，為什麼？
萬元熙：原因是聚變研究是這麼一項重要的工作，又是這麼難宣傳的工作，而且做起來是非常艱難的工作。另外一方面，聚變研究在過去60年全世界的共同努力下，又取得了這麼大的進展，可是人們一說進展的時候就覺得我們明天可以得到了人造太陽，當我們說這件事情碰到了巨大挑戰的時候，這件事情純粹是夢想，不能實現，所以說宣傳這個聚變研究，讓各方面的人都能夠理解這項工作，給予穩定的、長期的更堅定不移的支持，這是非常重要的，是對人類的可持續發展，對中國持續、高速發展將是太重要了，幸好，我們國家的領導人是越來越意識到這個重要性。
主持人：我聽我們的編導跟我說，說您跟她講，做完這次節目您就准備回去退休了，如果真退休了，做了幾十年的事業就能夠把它放下嗎？
萬元熙：在我還有能力的時候，我還能夠工作的時候，我將以各種不同的方式，不用直接參與的方式，各種不同的方式來支持聚變研究事業，因為我覺得這個夢想沒有實現，是我們人類共同的夢想，我們一定要為實現這個夢想做出自己力所能及的貢獻，而且我相信這個夢想一定會成功，一定會實現。
主持人：一定能成功？
萬元熙：一定的，因為人類需要。
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