提到清潔能源,人們會很自然地聯想到太陽能、風能、潮汐能等,然而,一個正在進行中的多國合作的激光能源科研項目很有可能在十年內改變現有的清潔能源分布狀況。激光,這項已經在工業、醫療、武器等領域被廣泛利用的技術,面對清潔能源的寬廣舞臺正摩拳擦掌躍躍欲試。
這個項目名為“HiPLER”(High Powered Laser Energy Research),即“高動力激光能源研究”,由英國科學家發起,有包括德國、法國、加拿大、俄羅斯等在內的11個國家參與,目前已征得歐盟同意立項募資建造試驗反應堆。項目研究時間長達7年,前期投入3500萬歐元用于實驗室配置、科學家的活動經費,而反應堆本身就要耗費5億歐元。如此巨額的投資,預期的回報必然不低。參與該項目的科學家詹姆斯·冉德森(James Randerson)介紹道:“當這樣一個激光‘聚變發生器’(fusion generator)被研發出來,它就能夠進行無窮無盡的‘自發驅動’(self-powering)反應,過程中產生大量的過剩能量,這些能量轉化為電能之后就能為人們所利用。”最為重要的是,在獲取能源的過程前后不會產生任何垃圾和污染,對環境沒有損害,也不會對氣候產生影響,這是它最吸引人的地方。
這種高動力激光反應堆的工作原理與太陽的發光發熱原理類似,都是核聚變,眾所周知核聚變是能量最大卻又最難掌控的反應之一。“40年前我們(科學家)就開始討論,要利用聚變能源起碼還得40年。迄今為止,只有在氫彈的爆炸中有這種反應產生,而且那還是非人為控制的。”詹姆斯說,“這么多年來,大家都把注意力放在磁反應上,比如太陽能的利用。雖然它也能產生能源,但是這反應遠遠不及核反應的能量大。”
對于如何將大膽設想以及實驗室試驗變為能真正產生效用的現實技術,“高動力激光能源研究”的項目組已經有他們明確的規劃。正如上世紀80年代,美國科學家在地下進行秘密氫彈試驗一樣,現在激光科學家們只要復制那個場景,將巨大的能量注入氫原子就能產生核聚變反應,只不過與之不同的是,這次的能量來自激光而非炮彈。在美國加州的利物摩爾,有一支軍隊也在進行這項試驗,一旦成功,HiPLER項目組希望能夠購買這個試驗結果以幫助進行更深入的研究。“這是通過商業貿易來推動科學研究的一種方式。”英國中央激光研究所(Central Laser Facility, CLF)主任麥克·鄧恩(Mike Dunne)如是說。CLF擁有全世界能量最強的激光之一,它被命名為Vulcan,是羅馬神話中掌管火與鍛造的神的名字。HiPLER項目組宣稱他們將用Vulcan激光來引發核聚變反應,即用激光注入氫及其同位素氘。這一反應的劇烈程度,“就好比在你的大拇指上有10艘航空母艦在戰斗”。
如此激烈的反應,人類能夠控制嗎?對于核聚變的安全問題所引發的質疑,麥克·鄧恩說:“原則上來講,核聚變比核裂變更加安全,后者現在已經廣泛應用于核電站發電。核聚變不像核裂變那樣會產生反應堆垃圾,需要藏入深海掩埋起來,即便如此還有可能在幾百幾千年后危及子孫后代,而核聚變產生的廢棄物甚至比醫療垃圾的危害程度還低。”麥克還說,更大的好處是核聚變不會有連鎖反應,“切爾諾貝利核泄漏之類的事故永遠不可能在核聚變中發生,我們能想象到的最糟糕的事情,也無非就是反應不成功。”反應堆的原材料便宜而且容易獲得,這是該項目被看好的另外一個原因。反應所需的氘,可以從海水中提取,可謂取之不盡用之不竭,而另外一個氫的放射性同位素可以在反應的副產品中獲得,基本上屬于自產自銷。
也有持不同觀點的科學家發表異議:“用激光引發核聚變和用激光發電并不能畫等號。”同在牛津郡的電磁專家德瑞特·波巴(Duarte Borba)說:“持續一秒鐘不難,問題是怎樣讓它可持續反應。”對此,麥克·鄧恩有所回應,他的回答中充滿了信心:“確實,我們現在要做的就是突破這一難題。這是最值得投資和投入研究的問題,如果它被解決,從我們起,人類的后代便不會再有能源問題。”
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