科學家和工程師們(men) 正在開發一係列看起來渺茫，卻有望徹底解決(jue) 能源危機的新技術。

　　利用原本危險的核廢料作燃料，建成一個(ge) 核裂變反應堆——它先由激光驅動產(chan) 生核聚變爆炸，再由爆炸觸發裂變反應，於(yu) 是產(chan) 生出一種新能量；而一種新的設備能將陽光和二氧化碳轉化為(wei) 燃料，取代汽油。

　　一種將為(wei) 製冷機帶來革命的磁體(ti) ，以及能降低汽車油耗的記憶合金，將使能源利用率大幅提高。

　　也許這些新技術最終成功的可能性隻有10%，但如果其中任何一種成為(wei) 現實，能源利用率和安全水平就會(hui) 得到極大提高。

　　許多人都在研究如何更有效地利用可再生能源及如何提高能源效率，這固然很好，然而，大多數研究成果可能隻是對現有技術設備的一些有限改進。我們(men) 需要從(cong) 根本上徹底改變能源開發和利用的現狀。

　　新反應堆以聚變觸發裂變：利用激光從(cong) 核廢料中榨取電能

　　自然界中，太陽的光和熱源自核聚變；氫彈的能量也來自核聚變。物理學家和工程師數十年來也一直在努力研究如何通過核聚變發電。現在，研究人員能夠輕鬆製造出可控核聚變反應——隻要讓氫原子核足夠猛烈地碰撞壓縮到一起，它們(men) 就會(hui) 融合，並釋放出中子和能量。然而，要讓核聚變用於(yu) 發電，就必須做到更高效，以使反應所釋放的能量大於(yu) 觸發反應(被稱為(wei) “點火”)所需的能量，這是科學界的一道難題。

新反應堆以聚變觸發裂變

　　因此，美國利弗莫爾國家實驗室國家點火裝置(National Ignition Facility)的科學家設計出一套新方案：用核聚變來驅動裂變，利用原子分裂產(chan) 生的能量來驅動傳(chuan) 統核反應堆。該實驗室主任愛德華·摩西(Edward Moses)聲稱，利用這一機製運作的實驗性核電站有望在20年內(nei) 建成。

　　根據利弗莫爾實驗室的構想，要先在一個(ge) 反應室的內(nei) 壁上排放一厚層鈾或其他核燃料，然後利用激光脈衝(chong) 在反應室內(nei) 觸發核聚變爆炸，放射出的中子轟擊到內(nei) 壁上的核燃料後，會(hui) 使其中的原子分裂。這可以將反應室的能量輸出提升3倍，甚至更多。

　　和平利用核聚變驅動裂變概念的提出，要追溯到上世紀50年代。當時，蘇聯的氫彈之父安德烈·薩哈羅夫(Andrei Sakharov)首次提出了這個(ge) 設想。

　　既然大部分能量仍來自裂變，為(wei) 什麽(me) 不繼續使用傳(chuan) 統核電站，卻非要不厭其煩地研究由聚變來觸發呢？原因在於(yu) ，裂變反應堆要依賴於(yu) 鏈式反應，即裂變的原子釋放出的中子會(hui) 觸發更多原子發生裂變。想要維持鏈式反應的進行，就必須用鈈或濃縮鈾作為(wei) 燃料，這兩(liang) 種材料都能用於(yu) 生產(chan) 核武器。

　　而聚變—裂變混合反應堆是由聚變爆炸產(chan) 生的中子觸發裂變反應，不再需要維持鏈式反應的進行。這樣的設計擴大了核燃料的選擇範圍，可以使用的燃料包括未濃縮的鈾、貧化鈾(來源豐(feng) 富，濃縮鈾使用後的廢料)，甚至其他核反應堆產(chan) 生的廢料——否則，這些廢料必須得貯存數千年，或者需要進行複雜和危險的再處理後，重新作為(wei) 裂變電站的燃料。

　　另一個(ge) 原因是燃耗。對傳(chuan) 統核反應堆而言，燃料使用到必須被更換之前，可裂變原子中僅(jin) 有一小部分發生了裂變。摩西介紹說，而聚變—裂變反應堆能消耗掉核燃料的90%。因此，它的燃料需求量或許隻是普通裂變反應堆的1/20。這種反應堆的使用壽命約為(wei) 50年，其中最後十年被稱為(wei) “焚化”階段，在這一階段裏，輸出電能逐漸減少，即使如此，它也能將約2 500千克的長半衰期核廢料消耗到隻剩約100千克。

　　與(yu) 此同時，研究人員也在進行基於(yu) 磁控核聚變的聚變—裂變設計，這是可控核聚變的另一種方式，利用超強磁場來約束聚變反應。2009年，美國得克薩斯大學奧斯汀分校的科學家提出了一個(ge) 帶有緊湊型磁控核聚變觸發裝置的混合反應堆設計方案。中國的研究人員也正在評估關(guan) 於(yu) 優(you) 化能量產(chan) 生、傳(chuan) 統核反應堆燃料生產(chan) ，以及利用核廢料發電的設計方案。以任何形式利用核聚變產(chan) 生能量，都是很超前的設想。即便是摩西的實驗室於(yu) 今年成功實現點火，這種混合核電站的一些主要技術障礙依然存在。例如，微小的、精細加工製成的聚變靶丸要能以可接受的成本量產(chan) ；還需要一係列未經檢驗的新技術，來保證點火頻率達到每秒10次(目前“國家點火裝置”在一天內(nei) 命中靶丸的次數也沒幾次)。

　　製造混合反應堆，還需要一些在純聚變裝置中用不到的技術。具體(ti) 來說，就是裂變燃料層，其中的燃料要能經受得住比傳(chuan) 統核反應堆中高得多的溫度，以及猛烈得多的中子轟擊。候選設計包括從(cong) 固態的多層“卵石”狀核燃料，到液態的、含釷、鈾或鈈的熔融鹽。

　　這無疑是一個(ge) 巨大的挑戰，但摩西已經設想好了一條雄心勃勃的研發路線來實現這個(ge) 目標。雖然，他們(men) 實驗室的首要任務還是必須證明激光核聚變能夠點火成功。