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破壁拓荒 聚变致远:中国核能进行时

2025-05-31   央视新闻客户端   阅读量:651

    端午假期,出行的人多了起来。在大大小小的机场,您是否有过这样的经历:工作人员用一张不起眼的小纸片在您的衣服或行李上轻轻擦拭,短短数秒后,便能判断您是否携带某种危险品。这种名为“离子迁移谱技术”的安检方法,正是核探测技术在日常生活中的一项巧妙应用。

    核技术的“温柔”一面:揭秘机场防爆检查的神奇纸片

机场防爆检查(图源视觉中国)

    某研究所研究员王立峰介绍,这张“小纸片”其实是特制的试纸,它能采集到肉眼不可见的微量颗粒样本。样本在仪器中经过高温气化并被电离成离子后,会进入一个弱电场。不同物质的离子在电场中的迁移速度不同,这就相当于一个“独特的指纹”。仪器通过精确测量离子通过电场的速度,生成这种“指纹”,再与数据库中的爆炸物特征进行快速比对,便能高效、准确地判断其中是否含有危险品,甚至分析出危险品的成分。

    关于核探测技术,王立峰进一步阐释,“这是一项被誉为核科学技术‘眼睛’和‘耳朵’的技术”。它的核心在于利用辐射与物质的相互作用(如电离、激发)获取离子的微观信息。核探测技术不仅在安检中大显身手,在核聚变研究中也至关重要——它能实时监测“人造太阳”托卡马克装置运行时产生的高能离子和射线,保障实验安全。此外,在医学影像、工业无损检测等领域也有着广泛应用。

    一生许国的“点火”人

    从日常安检回溯中国核能的发展史,我们看到的是几代科学家在隐秘岁月里的“以身许国”。今年88岁的贺贤土院士,便是其中一位杰出的代表。

    1962年,贺贤土刚从浙江大学物理系毕业便响应国家的召唤,隐姓埋名到北京参加核武器理论研究。在缺乏先进设备的条件下,他与手摇计算机和计算尺相伴,在无数个深夜伏案“摇”算,为我国第一颗原子弹的关键数据倾注心血。1964年10月16日,罗布泊的“东方巨响”震撼世界。喜讯传到千里之外的北京小院,贺贤土和同事们万分激动,却只能将欢呼“闷在肚子里”,默默流泪。而这份隐秘的狂喜,在第二天化为更深沉的感动——研究所门口的水泥地上,被不知名的群众用粉笔密密麻麻写满了“谢谢你们”“你们为国家争光了”。这些朴实的字句,让他感受到全国人民无声却热烈的支持。

贺贤土院士(图源中科院学部官网)

    20世纪七八十年代,国家急需突破中子弹技术。许多人提出借鉴原子弹和氢弹的研制思路,但贺贤土坚持不能简单沿用传统设计。他顶住压力和质疑,提出一种新的理论。1984年12月,中国首次中子弹实验成功,证明了贺贤土团队理论的正确性,也证明了我国完全有能力自力更生、自主研制成功中子弹。

    1988年,刚从国外访学归来的贺贤土把目光投向了激光驱动惯性约束聚变研究,至今,步履不停。2016年,75岁的他提出创新的“混合驱动”方案,却遭遇到国际上的质疑。2023年,实验成功的捷报传来,世界同行不得不承认“这就是中国人的方案!”如今88岁高龄的他每天依然工作六七个小时,床头放着纸笔,半夜想到什么,立刻摸黑记下。坦言:“如果一个问题没解决,我睡觉都睡不好。”

    从荣获国际核聚变最高奖“泰勒奖”到拥有命名小行星的殊荣,璀璨的荣誉映照着他一生的成就。但在贺贤土心中,分量最重的或许始终都是那份最朴素的信念:“我们国家就是要聚变点火!是,你先出来了,但是我比你做得更好!”这份毕生的坚守,才是他心中永不熄灭的火焰。

    一杯水点亮一座城?聚变能源的无限可能

    今年是中国科学院学部成立70周年。70年来,包括核能领域在内的中国基础科学研究取得了长足进步。面向未来能源格局,我国科学家正全力攻克可控核聚变技术。王立峰指出,如今我们正在见证可控核聚变研究的加速推进:“从过去以10年为单位的理论探索,已进入到现在以年甚至以月为单位的工程攻关阶段,我们离聚变能源越来越近了。”

    他畅想未来:“用一小杯海水就能够点亮一座城市一整年,这大概就是可控核聚变实现后的世界。”王立峰继续补充,如果可控核聚变能够实现,其变革性影响将层层展开:首先,人类会彻底摆脱对化石燃料的依赖,能源供给不再受资源储量与开采条件限制,真正实现能源自由;随之而来的是气候危机的解除——核聚变过程几乎不产生温室气体,配合碳捕获技术甚至可实现负碳排放,逆转全球变暖趋势,修复地球生态;最终,可控核聚变还将极大推动科技发展,为星际旅行提供强大动力,使探索更深邃的宇宙,乃至寻找地外文明,从愿景走向现实。

    监制丨郭静

    记者丨杨扬 朱敏 王泽华

    编辑丨彭毓姬

贺贤土
中国科学院院士