欧洲联合托卡马克（JET）于1991年11月8日和11月9日进行了3次放电，在全世界点燃了一场“聚变热”。

这次实验的主要参数为：

环向主磁场为2.8万高斯；

等离子体电流为3.1兆安；

辅助加热采用中性粒子注入加热，注入功率为15.2兆瓦。

在上述条件下，等离子体的离子温度为16.5千电子伏，电子温度为10千电子伏。

放电时间为2秒，能量约束时间为1秒；

中心电子密度达到每立方厘米4×10¹⁹；

有效电荷为2.5。

在2秒钟的放电期间，有2条注入线注入了氚。反应堆中氚、氘的平均比值约为10%。

诊断结果表明，中子产额最高达到每秒6.3 ×10¹⁷，中子产额来自聚变反应，相当的聚变功率为1.8兆瓦，在2秒钟内总的聚变能量达到2.2兆焦耳。

有效能量与消耗能量之比（Q）为0.15。

中子测量、放射性测量结果与理论计算一致，因此实验是可靠和成功的。

有关专家指出，这是托卡马克型聚变装置首次充氘和氚的放电，得到了相当大的聚变反应产额，人类首次在实验中得到兆瓦级受控热核聚变功率。

专家认为，这次实验的意义非常重大。人类向着实现利用地球上用之不竭的能源——以氘、氚为燃料的受控热核聚变又前进了一步。

对这次具有里程碑意义的实验，各种各样的评价纷至沓来。人们似乎得到这样一个令人鼓舞的结论：

“人类首次实现受控热核聚变”。

于是，不仅一般的公众心中昏昏，连核物理专业的大学生也感茫然：是不是聚变能源的实际开发利用就在眼前了？

因此，我们有必要弄清楚，究竟欧洲受控热核聚变实验的意义何在？我们采访了中科院合肥等离子体物理研究所，听一听我国从事受控热核聚变研究的托卡马克专家的意见，不仅是一次科学普及，而且是对新闻科学性的一次探讨。

记者：为了对欧洲实验有一个科学的评价，让我们先谈谈有关受控热核聚变的基本知识。

专家：好。目前实验中使用的托卡马克是一个环形磁约束装置。在它的真空室中，燃料氘、氚被加热到几亿摄氏度的高温。在高温下，氘、氚原子中的电子与原子核脱离，形成了由正离子（即氘核和氚核）和电子组成的等离子体。高温等离子体中的氘、氚原子核运动速度极高，它们相互碰撞时便会聚合成较重的氦原子核（即α粒子），同时产生能量很高的中子，在这一过程中释放出巨大的聚变能。

高温等离子体借助环形磁场的约束来保持一定的形状。加热聚变燃料有多种方法，可以采用微波加热、电阻加热、中性粒子注入加热等。

为了实现受控热核聚变，必须：

——将燃料加热到几亿摄氏度的高温；

——在一定的保温条件下（通常用能量约束时间来表示托卡马克装置的保温特性），要有足够高的等离子体密度。例如，能量约束时间为1秒，密度须大于每立方厘米100万亿个粒子。

让我们举一个日常生活中的例子，做个类比说明。为了点燃蜂窝煤炉，我们必须

——用木柴或引火煤将蜂窝煤加热到高温；

——在炉膛具有一定保温条件下，要有足够数量的煤燃烧起来并释放出足够的热量。这样在撤去木柴成引火煤后，蜂窝煤仍能继续燃烧下去，这在核聚变中就称为实现了“点火”。

记者：能源（聚变燃料、蜂窝煤）本来是用来向人类提供能量的，但为了让它把能量释放出来，必须先给它一点能量（用来点火），一旦燃烧起来，就不必提供外加能量了。这也是“如欲取之，必先与之”的道理吧。

懂得了为产生聚变反应，必须首先向反应堆输入能量，并且以聚变能量和输入能量的关系为主线来分析问题，我们就容易知道在征服聚变能的道路上人类迄今走到了哪一步。

专家：研究、开发聚变能源，是一个长期和艰巨的过程，大体上要经历四个阶段。

第一步，在实验中，让氘和氚，或者让氘和氘发生聚变反应。我们姑且称这一步是发生了“聚变事件”。

第二步，实现聚变能与输入能量的“收支平衡”（Q=1），也可以说是“得失相当”。在这种情况下，如果停止向反应堆输送能量，聚变反应会自行终止。因此，这种得失相当的状态，不能作为能源使用。

第三步，实现“自发点火”，这时Q值远大于1。我们知道，聚变反应中产生的高能中子不能留存在等离子体中，而反应中生成的α粒子（即氦原子核）却仍留在等离子体中。发生“自发点火”时，聚变反应中产生的α粒子的能量极大，足以补偿等离子体因辐射和传导等散失的能量，从而使聚变反应能够在不加外来能量的条件下持续进行下去。只有在这时，反应堆才真正成为聚变能源。

第四步，建造示范性反应堆，将聚变能最终推向商业应用。

1991年11月9日的实验中，聚变能量与输入能量之比（Q值）等于0.15，距“得失相当（即Q=1）”的第二步目标，还有一段距离。

记者：从实验情况看，不能说“人类首次实现了受控热核聚变”。

专家：什么叫做“实现了受控热核聚变”，学术界尚无统一意见。有些专家把反应堆达到“得失相当”视为“实现了受控热核聚变”；另一些人则把标准定在“自发点火”上。就是说，四“步”曲走到第二步或第三步，才能称为“实现了受控热核聚变”。欧洲联合托卡马克的实验尚未达到“得失相当”，不能说“首次实现受控热核聚变”。

即使我们把发生了“聚变事件”（即四“步”曲的第一步）视为“实现了受控热核聚变”，传播媒介给出的“人类首次实现受控热核聚变”的评价也不妥当。因为，按这个标准，在1991年11月9日以前，世界上许多托卡马克装置都发生过核聚变事件（即观测到聚变产生的中子）。从这个意义上说，1991年11月9日的核聚变事例也不是“人类首次”。

记者：欧洲实验既未实现“得失相当”，又远未达到“自发点火”，那么，它的真正意义究竟在哪里？

专家：我认为，欧洲实验的重大意义有三条。

第一，在受控热核聚变研究史上，它是首次在托卡马克型聚变装置进行充氘和氚的放电实验。大家知道，以往的实验采用的燃料是氘，而氘－氘聚变反应的概率远低于氘－氚反应。未来的聚变反应堆必须以氘、氚为燃料。因此，氘－氚放电的成功，证明人类开发以氘、氚为燃料的受控热核聚变能源的方向是正确的。

第二，这次实验得到了相当大的聚变反应产额。中子产额最高达到4秒6.3×10¹⁷个，即每秒产生63亿亿个中子，这些高能中子对应的聚变功率达1.8兆瓦（1800千瓦），这是人类首次在实验中得到兆瓦级受控热核聚变功率。

第三，这一兆瓦级的聚变功率，是在仅添加少量氚（0.2克，氚与氘的平均比值仅约10%）的情况下获得的，而且实验的次数也很少（只进行了3次放电）。如果进一步提高氚与氘的比值（最高可达1：1）并进一步改善放电条件，那么，在不远的将来，欧洲联合托卡马克可望达到“得失相当”的条件，这在人类实现受控热核聚变的进程中将是一次巨大的飞跃。

记者：您估计受拉热核聚变的商业示范反应堆何时能够实现？

专家：21世纪的中期。

（科技日报记者王直华采写1991年11月24日完稿）