第7版(国际专页（科技）)
专栏：科技动态
室温下实现核聚变
——核聚变研究的重大突破
曹聪
３月２３日，美国犹他大学在一次新闻发布会上宣布：该校化学系主任斯坦·庞斯教授与英国南安普顿大学马丁·弗莱希曼教授合作，采用普通的实验手段，成功地实现了室温核聚变。消息传出，世界科学界为之震惊。
核聚变是原子核融合并释放出巨大能量的反应，它所用的燃料是轻核，常见的轻核是氢的同位素——氘和氚，可以从海水中提取。太阳和其他许多恒星光芒四射，就是轻核聚变的结果。氢弹爆炸就是核聚变，可是氢弹的核聚变是不可控制的，一发而不可收，不能充当民用能源。多年来，科学家竞相研究受控核聚变。如今，弗莱希曼和庞斯的发现，无疑给核聚变研究带来了“福音”。
现年６１岁的弗莱希曼是英国籍的捷克斯洛伐克人。６０年代，他在浓缩氘的过程中，注意到一些他称为“奇异”的反应。庞斯于１９７５年到英国攻读研究生，从师弗莱希曼。他在研究用电极分离同位素时也发现了类似的怪现象。５年前，两位电化学家前往美国盐湖城郊外米尔克里克峡谷远足时，形成了一些新颖的设想。接着，他们在盐湖城庞斯家厨房里决定，“为闹着玩”而自筹１０万美元，去做一个前人从未做过的实验。尽管实验成功的可能性只有１０亿分之一，谁料，这“十亿分之一”的成功竟成了现实。
弗莱希曼和庞斯所用的实验装置普通至极。他们的做法是：在１５厘米高的试管里装满含有氢的同位素氘的重水，温度为２７摄氏度，试管外面绝缘；在重水里插上两根电极，一根是钯阴极，另一个是铂阳极，并加入少量金属锂；当两个电极间通上电流时，试管内奇迹般地释放出大量能量，其释放的能量为输入能量的４倍，目前已提高到１００倍，并发现氚和中子数量增加。试验中，１立方厘米的钯金属大部分被熔化，一部分实验装置被毁坏。庞斯和弗莱希曼教授确信，他们的试验实现了核聚变反应，而不是普通的化学反应，因为这个反应长时间地释放出大量热量，使用探测器检查出了逸出的中子——核聚变反应的决定性标志。
目前，美国已有２０多个研究机构和大学在仿效这一试验。得克萨斯农业机械学院和乔治亚理工学院的试验证实了室温下核聚变的可能，并测到了释放出来的热量和中子。华盛顿州立大学的试验也证实了重水可以产生核聚变。弗莱希曼证实，他和庞斯已为他们的发现申请了专利。但也有人对此持否定的或怀疑的态度。麻省理工学院核聚变等离子研究中心主任伦纳德·派克说，这一试验的规模太小，不足以说明是核聚变。有的化学家认为，这是一种特殊现象，目前尚难解释。
今天科学界对室温核聚变的关注，如同两年前“超导热”方兴之时。尽管像弗莱希曼所说，要应用这一发现还需要做许多工作，但是，有一点是可以肯定的，这一实验至少为核聚变研究提供了一种新的思路。人类对既安全又廉价的新能源的探索可能由此而“柳暗花明”。
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专栏：成果综述
核聚变研究攻坚战
张友新
核聚变能被科学家誉为“地球上的太阳”。多年来，发达国家竞相研究开发核聚变技术——当代高科技领域之一。
重大进展
为实现受控热核聚变，必须创造临界等离子体的３个必要条件：把氘和氘等轻元素加热到１亿至２亿摄氏度的超高温，使中子密度达到１立方厘米５０万亿个，使能量约束时间达到１秒以上。实现核聚变有多种方法，如激光受控、电子束受控等，其中“托卡马克”型磁场约束装置尤为引人注目，它在实现这３个条件方面取得了重大进展。
早在１９８６年，美国普林斯顿巨大的托卡马克聚变反应堆（ＴＦＴＲ）就产生了２亿摄氏度的创纪录的高温（相当于太阳中心温度的１０倍），从而达到在商业上可代替核动力所需的能量。美国能源部认为，这是开发聚变能的“重要里程碑”。
去年底，苏联热核装置“托卡马克—１５”启动。据苏联《消息报》报道，该装置占几座建筑物，１５００吨重，是多项尖端技术成就的结晶；其等离子体的温度将为１亿摄氏度，密度足够保持热核聚变反应的稳定性。苏联科学家认为，这个热核装置正在向实用的反应堆迈进。
欧洲联合环形装置（ＪＥＴ）是经过改良的托卡马克型，它已经能够创造发生核聚变的３个必要条件。据日本《科学新闻》今年１月报道，ＪＥＴ温度已经达到１．５亿摄氏度，能量约束时间达到１．２秒，粒子也达到了希望的密度。欧共体宣布：它在热核聚变方面已居世界领先地位。
日本于１９８２年制定了核聚变开发战略，其托卡马克型聚变装置“ＪＴ—６０”的“高频加热”装置是通过电磁波加热等离子的，用这种方法攻下了在短时间内连续运转的难题。
联合攻关
据认为，核聚变研究面临的主要技术难题是，核聚变装置获得的高温难以保持，前述的３个必要条件难以同时达到希望的程度，加上耗资巨大，因此需要各国携手研究开发。美国前总统里根和苏联领导人戈尔巴乔夫在１９８５年日内瓦会谈中提出了各国联合研究的设想。经过２年多的酝酿和准备，由美国、苏联、欧共体和日本组成的“国际受控热核试验集团”，决定实施联合建造核聚变反应堆计划。
合作计划的第一阶段（１９８８年），４方就等离子体电流、等离子体室和线圈大小等参数达成协议；第二阶段（１９８９年），扩大参数的研究范围和对装置进行分析，制定出一套概念设计、造价估计和选址条件；第三阶段（１９９０年），进行实验堆的总体设计和必要的研究和开发。然后在此基础上于１９９３年建造“国际热核试验反应堆”，它将比任何国家试图建造的核聚变反应堆都大。联合研究中心设在联邦德国慕尼黑附近的加尔兴。今后几年将是受控核聚变研究的关键时期。
室温核聚变
美国犹他大学两位教授独辟蹊径，取得了在室温条件下实现核聚变的重大突破。自３月２３日公布这一成果之后，匈牙利、波兰、苏联、捷克斯洛伐克和巴西等国的科学家分别宣布，他们也成功地实现了室温条件下的核聚变。目前，莫斯科大学将全面铺开对这一新现象进行基础研究的广泛计划。美国犹他州迅速拨款５００万美元，支持室温核聚变的研究。意大利科研部长强调将把室温核聚变试验置于“最优先的地位”。
另外，低温试验有进展。科学家在改进室温核聚变的试验中，意大利在零下１５０摄氏度实现了核聚变，民主德国也在低温下实现了核聚变。
眼下，在核聚变研究领域，科学家们兵分几路攻核聚变。尽管室温核聚变距实用化的目标还有漫长的路程，却被誉为“试管中的太阳”，是个突破。科学家认为，这项成果打开了通往获得低成本核能的大门。如果核聚变实用化，那么从浩瀚海洋中提取的能源足够人类使用几百亿年。（附图片）
庞斯和弗莱希曼教授使用的“试管聚变”装置的示意图。
欧洲用最新工艺安装的托卡马克型核聚变试验装置“Tore Supra”，现已投入使用。图为该装置的核聚变试验室。
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专栏：
能源发展与环境保护
吴报中
长期以来，人类过度依赖矿物燃料煤炭、石油、天然气等，导致空气污染、环境酸化和气候变化等一系列环境问题。而环境恶化又会破坏经济的发展。为了改变这种恶性循环，人类必须根据地球的生态条件决定自己的生活方式，尤其是能源消费方式。
那末，今后全球能源需求前景如何？世界各地对此有多种预测。大体上分为高、低两种方案。高方案之一是，按世界经济平均年增长率为百分之二点一，到二○二○年，世界能源需求量将为一九八○年的三点五倍。低方案之一是，以与上述高方案相同的经济增长率，假定现有可行的节能技术都被采用，并有进一步发展，这样，到二○二○年，工业化国家人均能耗可下降百分之五十，发展中国家人均能耗只增加百分之三十，全球能源需求只比一九八○年增加百分之十。从能源供应考虑，显然高方案是难以达到的，低方案则要容易得多。从环境影响考虑，高方案势必加速环境恶化，低方案不会大幅度增加环境负担，可以减缓环境恶化趋势，以争取时间采取必要的调整措施。调整措施包括两个方面：一方面是在经济发展的同时不增加能源需求，一方面是改变能源消费结构。
发展经济而又不增加能源需求，唯有提高能源效率。据预测，提高能源效率，到二○○○年可节约预计能源消费量的百分之二十五，这部分节能投资比供应同样多的能源要少得多。目前，工业化国家能源效率为百分之五十至六十。所以，提高能源效率潜力很大，在较长时期内仍然是世界各国能源政策的核心。
改变能源结构，逐步以可再生能源替代不可再生能源，应该是求得全球持久发展的长期战略。可再生能源利用的规模和增长速度取决于技术的研究和开发。核能将是未来集中发电重要的潜在能源，只要采取切实有效的安全措施，制定必要的法规，认真执行，使其能为环境所接受，核能将不失为一种清洁、安全、综合经济效益较好的，可以替代矿物燃料的能源。
为使全球持久发展，制定环境上合理、经济上可行的能源政策，已经刻不容缓。制定这样的能源政策需要人类共识、国际合作和全球行动。
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专栏：
南极陨石多
夏之秋
南极是个神秘的地方，那里有很多陨石就是一个“谜”。大家都知道，陨石是来自天外的物质，是研究宇宙星体的实物标本，所以十分珍贵。目前，全世界各地发现的陨石，大约有２０００块，一般都是在人口稠密地区发现的。但是，在人口密度几乎等于零的南极，自从１９１２年１２月澳大利亚探险队在那里首次发现一块陨石后，迄今已相继发现了６０００多块陨石。这６０００多块中，除澳大利亚发现的第一块外，有苏联２块，新西兰６块，其余是由日本、美国（西德参加）以及日美合作调查发现的，其中日本采得４８２３块，美国采得５６３块，日美合作采得６２８块（以上数字截止１９８３年元旦）。
为什么南极会有这么多的陨石？
有人认为，它是在自转轴上的缘故，如果真是这样，那么北极为什么没有发现相应数量的陨石呢，显然不单纯是这个原因。
有人提出一种推测认为，南极大陆上的陨石，是在被冰川运移时遭到山脉丘陵的阻滞而聚集在一起的，所以发现地点几乎都是在日本昭和基地附近山脚以及美国麦克默多基地阿兰丘陵周围，并且是各种不同类型陨石混杂，说明它们不是同时同地陨落，看来这种推测是有道理的。
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专栏：
孕妇应绝对戒酒
以往的研究曾表明，孕妇暴饮妨碍其子女智力发展。但是，美国华盛顿州立大学医学院的一个研究小组最近宣布，即使妇女在怀孕的第一、二个月少量饮酒，也会影响孩子的智力发展。
这个小组对西雅图市４９１名妇女和她们的孩子进行了调查，发现其中５３名母亲在怀孕头两个月每天平均饮酒３次，每次酒量仅相当于１杯鸡尾酒或１杯啤酒，经智商测验表明，她们的孩子比别的孩子少５个百分点，孩子在入学后还常常表现出反应慢或精力不集中。
领导这一研究工作的专家说：“我们建议，怀孕的妇女绝对不要饮酒。”
温宪编译