第三种魅力

　　 　　2022年 　　世界上第一个人造核反应堆 　　诞辰八十周年 　　星研究所特别做了这篇文章。 　　希望你回答有关原子能的问题。 　　人类诞生以来 　　我们没有停止过能源的探索 　　煤炭、石油、天然气、太阳能、风能 　　结果 　　人类利用的能源 　　几乎都是从太阳来的 　　（日出下的海上风力发电站，在辽宁省大连海王九岛摄影，摄影师@NoOne晓东） 　　▼ 　　 　　但是，也有例外。 　　那是人类真正独立掌握的东西 　　生产能源的伟大技术 　　那是伟大的 　　也可以制作太阳本身 　　那是 　　原子力 　　（被控制的核聚变装置可以与太阳内部产生同样的核聚变反应，也被称为“人造太阳”，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　有人在表扬那个。 　　奔走呼号 　　有谁在害怕那个 　　说话的颜色几乎都变了 　　把目光转向整个能源史 　　没有那么有效率的能量 　　但是，似乎没有那么多“危险”的能量。 　　（2010年4月24日，据媒体报道，德国布罗克多夫核电站附近的“反核”示威活动共有12万人参加，排起了120公里长的队伍。 　　▼ 　　 　　实际 　　很多人也不知道那个。 　　片面的认识 　　创造出了现在矛盾的现实 　　那么 　　原子能的真面目到底是什么。 　　为了利用这个能源 　　我们经历了什么？ 　　01 　　初识 　　1945年 　　伴随着惊讶的声音 　　万米高的蘑菇云飞舞起来 　　日本的广岛很快就变成了火海 　　人类首次实战使用的原子弹爆炸了 　　原子力 　　平步青云 　　（原子弹轰炸广岛，巨大蘑菇云升起，照片来源@Wikimedia Commons） 　　▼ 　　 　　这个原子弹放出的能量是 　　相当于六级的地震 　　距爆炸中心七公里以内的建筑物严重破坏 　　死伤者的比例达到53%。 　　但是在那之中 　　只有不满1公斤的燃料发生了反应。 　　这种特殊燃料 　　被称为铀 　　（铀元素及铀矿石、图像源@视觉中国、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　从地球诞生之初 　　铀已经形成了 　　是和多种元素结合形成的矿物 　　往往呈现出绚丽的色彩 　　因此，也曾一度被用作染色剂。 　　用来制作精致的器皿 　　（19世纪的铀玻璃制品、图像源@视觉中国、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　但是 　　在美丽的外表下 　　还有一个看不见的颜色 　　1896年被人类发现 　　作为自然界中最重的要素 　　铀原子不稳定 　　那个原子核会自动蜕变成别的种子 　　质量更小、更稳定的原子核 　　这个过程被称为“衰减” 　　衰减会释放热量和各种各样的射线 　　因此，这种特性也被称为“放射性”。 　　比起放射线 　　由于衰减而引起的不同元素之间的转化 　　对于渴望“点石成金”的人类来说 　　显然很有魅力 　　但是 　　原子数衰减一半所需的时间 　　所谓的“半衰期” 　　动不动就达数亿年 　　只有天然的衰减才能实现大规模的“点石成金” 　　还是个不现实的梦 　　（铀235衰减及部分元素半衰期，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　人们必须想办法找其他的路。 　　完成原子的改造 　　最常用的是 　　利用构成原子核的微小粒子 　　中子 　　作为“炮弹”轰炸原子核 　　分裂成两个新核 　　实现“分裂” 　　更重要的是 　　带来了意外的惊喜 　　裂痕后原子核质量的减少 　　正如爱因斯坦的质量能量方程式所揭示的那样 　　这些减少的质量被转换成直接能量。 　　（核分裂反应的示意图，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　在这个有名的方程式里 　　因为光速的数值非常大 　　所以即使小小的质量发生了变化 　　产生巨大的能量 　　这无疑是激动人心的发现。 　　那是 　　如果人们能够控制这个能量的话 　　需要100吨以上的核燃料 　　北京市全年可以满足耗电量 　　（北京市年用电所需的低浓缩铀与其他燃料相比，这里根据北京市2020年年年年的年用电量1140亿千瓦时的估计，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　这是为了人类能源的发展 　　显示了新的方向 　　人类终于能摆脱出来 　　少年 　　通过去除这种化学键获得能量的方法 　　真的接触到了原子核本身 　　用质量直接交换能量 　　“原子时代” 　　岂止如此 　　原子能不受天气和季节的影响。 　　其排放过程也不会产生温室气体 　　再排出烟尘不污染环境 　　可以说是相当理想的清洁能源 　　（浙江秦山第二核电站，一般也被称为秦山第二期，摄影师@邵帅/核心组） 　　▼ 　　 　　但是 　　看不见原子核，摸不着 　　把那个调熟 　　为什么这么简单呢？ 　　02 　　驯化 　　实际 　　在原子弹诞生之前 　　人类带头 　　实现可控制的核裂变反应的最初装置 　　原价 　　最初的电力是0.5瓦 　　家用电灯不足以点亮 　　但是那才是 　　开创了人类掌握原子能的新时代。 　　（1946年12月2日，参加世界首座核反应堆建设的科学家们庆祝成功4周年。照片来源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　跟在后面走 　　各种各样的核反应堆相继出现了 　　发电功率也越来越大 　　第一代核电站 　　真正站在能源的舞台上 　　原子力 　　以电力的形式进入千家万户 　　（法国希农核电站1号机1963年建成，1973年关闭，现在作为博物馆开发。没有特别说明的话，本文所说的核电站的建设时间都是指该核电站的第一个机组正式在网络上发电的时间，照片源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　例如 　　1954年建成的世界第一座核电站 　　苏联奥布宁核电站 　　那个发电功率只不过5000千瓦。 　　只能支持几个工厂的运行。 　　美国希平港核电站 　　把发电功率提高到了六万千瓦 　　可满足约6万人口的电力需求 　　加拿大达格拉斯角核电站 　　发电功率达二十万千瓦 　　足以为小型城市的运营提供全面的保障。 　　（世界核电站的分布图，第一代核电站现在几乎永久停止，现在运转中的187座核电站大部分是1970年以后建设的，加上永久停止的103座核电站和正在建设中的15座核电站，世界上现在有305座核电站，制图@郑艺/星研究所） 　　▼ 　　 　　作为实验性的技术 　　第一代核电站种类繁多 　　大部分情况 　　利用高温水蒸气 　　驱动涡轮旋转 　　进而带动发电机产生电能 　　和普通的火力发电站没有区别 　　不同的是 　　火力发电站利用煤的燃烧来加热水 　　在核电站 　　利用原子核的分裂反应 　　供给足够的热量 　　（比较核电站和火力发电的原理，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　在火力发电站 　　为了保证煤炭的持续燃烧 　　需要足够的空气和足够的温度 　　在原子炉里 　　需要的是一定数量的中子 　　人们都说 　　部分元素分裂产生多个中子。 　　持续引起其他原子分裂 　　变成“连锁反应” 　　只有这样的元素被用作核燃料。 　　最常用的是铀元素的一种 　　铀235 　　（链条反应模式图、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　但是 　　与煤的燃烧相比 　　原子核的“燃烧”很难 　　另一方面 　　引起反应的中子数 　　不多不少 　　反应剧烈爆炸 　　或者说太弱了，直到火熄灭为止 　　只有在只有一个中子参与下一个裂纹的情况下 　　反应稳定 　　然后 　　人们在原子炉里 　　渔业 　　是由容易吸收中子的材料制成的 　　通过调节控制棒的位置 　　可以改变原子炉的中子数 　　（工作人员正在设置控制棒驱动机构，摄影师@赖虔瑜/中国广核集团） 　　▼ 　　 　　另一方面 　　中子的速度还不太快。 　　容易和原子核“擦肩” 　　降低反应效率 　　然后 　　人们又加入了原子炉。 　　观测材料 　　利用延迟剂的原子和中子相撞 　　可以实现中子的减速 　　增加与原子核反应的机会 　　（原子炉的内部构造，将因核分裂而产生的热介质称为冷却剂，冷却剂和徐化剂可以是相同的物质，例如图中的水是徐化剂，也是冷却剂。另外，不是所有的核电站都需要徐化剂，而是需要徐化剂的原子炉的总称称为“热中子反应堆”，制图@郑伯容/星研究所） 　　▼ 　　 　　正因为燃烧方法比煤复杂 　　核电站建设的难度也大幅度增加。 　　作为原子能发电的先驱 　　第一代核电站的成本很高。 　　达到火力发电站的十倍 　　直到1960年代后期 　　随着技术的进步 　　原子能发电终于具备了超越火力发电的经济优势。 　　电力更大，成本更低 　　第二代核电站 　　盛大登场。 　　（美国圣奥诺自由核电站建于1967年，其中第一个单位于1992年退役，照片来源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　经过第一代核电站的百花齐放 　　只有几种类型的核电站 　　在激烈的市场竞争中突出了 　　例如 　　结构简单，价格便宜 　　沸炉核电站 　　在这个核电站里 　　驱动发电机的蒸汽 　　原子炉里的水直接沸腾发生 　　携带放射性物质是不可避免的 　　进而污染整个电路 　　因此，必须在所有的单元上设置防护。 　　（沸水炉核电站原理示意图，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　又来了 　　虽然结构复杂，但更安全可靠 　　高压反应堆核电站 　　这个核电站 　　同时拥有两条电路 　　流经原子炉 　　供应热量 　　一条流经发电站的建筑物。 　　推动涡轮旋转 　　为了提高 　　两个电路之间的传热效率 　　流经原子炉的水 　　受到了很高的压力 　　这种水流在高温下 　　可以保持液体状态而不沸腾 　　起了“压水炉”的名字 　　（压水炉核电站的原理是，有原子炉的电路被称为“核岛”，有涡轮等的电路被称为“常规岛”，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　这样一来 　　比沸炉核电站 　　高压反应堆核电站的发电厂 　　可以完全从原子炉中分离出来 　　进一步切断放射性物质 　　大幅降低设备检查的难度 　　除此之外 　　通过缓化剂和冷却剂 　　也有重水炉、石墨气冷炉、石墨沸水炉等 　　构成了现代核电站的大家庭 　　（在一般的核电站分类图中，该图仅显示了需要使用延迟剂的热中子反应堆，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　1970年代 　　接二连三的两次石油危机 　　越来越明确核能发电的价格优势 　　核电站的建设从现在开始 　　突飞猛进的黄金时代 　　美国 　　核电站设备总量超过6000万千瓦 　　占世界1/3 　　在日本 　　原子能发电量仅仅10年 　　经历了超过11倍的快速成长 　　在法国 　　原子能发电占第一次石油危机前的8%。 　　上升到接近50% 　　（上述美国是1983年的数据，日本和法国都是1973年到1983年的数据。下图是法国东部的卡特农核电站，其中白色气体排放的是核电站的冷却塔，内陆的核电站的冷源不足，需要建设冷却塔因为沿海核电站可以用海水冷却，所以一般没有冷却塔。图像源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　大量核电站。 　　如雨后春笋般地出来了 　　核电站的春天快要来了 　　但是这个时候 　　突然的两次灾难 　　把核电站拖进隆冬 　　严正 　　真的习惯了我们？ 　　03 　　暴走 　　1979年3月28日凌晨 　　正式运转仅仅3个月的时间 　　美国三里岛核电站2号机 　　突然警报响了 　　核反应堆的主供水系统意外中断了 　　原本应投入的辅助供水系统 　　几天前修理人员错误地关上了阀门 　　冷却水达不到原子炉 　　直到炉心温度急剧上升熔化为止 　　（美国三里岛核电站于1974年建成，事故发生在2号机组，相邻的1号机组至2019年退出现役。照片源@Wikimedia Commons） 　　▼ 　　 　　这是在原子能发电史上 　　这样严重的事故还是第一次发生 　　虽然没有发生爆炸 　　约有五万人紧急撤退 　　让民众如此不安的是 　　核反应伴随着各种各样的放射线 　　即“放射线” 　　破坏人体的分子结构 　　引起脏器损伤和死亡 　　因为肉眼看不到放射线 　　所以一开始没有被人重视 　　开创放射性理论的居里夫人 　　为了在实验中长期接触放射性物质 　　最终因过度放射线引起的恶性贫血症去世 　　（神舟13号的翟志刚，王亚平回到了天和核心室。 　　▼ 　　 　　作为大的辐射源 　　核电站一旦发生事故 　　结果不堪设想 　　幸运的是在三英里岛核电站 　　作为合格的高压反应堆核电站 　　具备相对完善的安全措施 　　首先 　　这是从内到外的三个实体屏障 　　第一层屏障 　　是包含核燃料的金属管 　　是由耐高温、耐腐蚀的锆合金制成的 　　防止核燃料与冷却水接触 　　导致放射性物质的流出 　　（以下是核燃料组装及内部构造、图一摄影师@东海/核心集团、图二源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　 　　第二层屏障 　　这是包裹炉心的压力容器和管道 　　如果第一个屏障被突破的话 　　放射性物质也可以密封在电路里 　　（江苏省田湾核电站压力容器悬挂，摄影师@伍家春/核心组） 　　▼ 　　 　　第三层屏障 　　包含所有的反应装置 　　混凝土外壳 　　即使炉心融化 　　也可以保证放射性物质 　　不向环境排放 　　（广东岭澳核电站[二期]安全壳吊顶、摄影师@赖虔瑜/中国广核集团） 　　▼ 　　 　　除此之外 　　自动插入控制棒、快速“制动器”的 　　紧急停止系统 　　自动往炉心倒水，快速降温 　　应急炉心冷却系统等 　　各种安全控制系统 　　对核电站的安全运行作了多次防范 　　（高压反应堆核电站3个安全屏障的概略、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　三英里岛的核电站事故中 　　事故发生仅仅8秒后 　　启用这些安全措施。 　　尽管第一个安全屏障被突破了 　　但是，从那里泄漏出来的放射性物质 　　几乎锁定了 　　压力容器守第2屏障 　　在安全壳形成的第三屏障中 　　因此对环境没有大的影响 　　（现在的三里岛核电站及周边、图像源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　这次事故结果只是令人吃惊。 　　好象在给人敲警钟 　　但是，人类不重视这次的警告。 　　仅仅7年后 　　麻痹大意又会带来危机 　　这次是 　　人类免不了 　　切尔诺贝利核电站 　　是苏联最大的核电站 　　1986年春天 　　这个“神话”无情地被打破了 　　（切尔诺贝利核电站于2015年9月29日拍摄。 　　▼ 　　 　　事故的起因 　　只不过是超时检查期间 　　普通考试 　　因为到现在为止经历了很多次 　　这次的实验没有被严肃对待。 　　草拟的试验方案 　　甚至明确的要求 　　断开部分安全控制系统 　　之后的一系列错误操作 　　再加上原子炉自身的设计缺陷 　　使核电站完全失控 　　仅仅4秒 　　原子炉的电力暴涨到了最大值的100倍。 　　包核燃料的金属管熔化 　　冷却水急剧蒸发 　　连续发生爆炸 　　（展示切尔诺贝利核电站事故现场情景的照片源@电影《切尔诺贝利》） 　　▼ 　　 　　更糟糕的是 　　在切尔诺贝利核电站被采用了 　　石墨沸水炉结构 　　像高压炉核电站一样 　　第二个和第三个屏障 　　由于强烈的爆炸，屋顶直接爆炸 　　大量的放射性物质进入大气 　　数十万人受到过量辐射的影响 　　曾经热闹的城市一夜之间坠入了“地狱”。 　　（请从侧面看。现在，在切尔诺贝利核电站周边一个荒凉的城市里，可以隐约看到远处被新“石棺”包裹着的核电站。照片的出处@视觉中国） 　　▼ 　　 　　连续发生两次事故 　　给核电站贴上了危险标签 　　强烈的“核恐怖”“反核”感情 　　使原子能发电陷入困境 　　（1954-2020世界原子能发电机组数量的变化表明，三里岛核事故后，世界原子能发电机组数量的增加速度并未减速，切尔诺贝利核事故后明显下降。制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　但是，放弃核电站不是件容易的事。 　　例如，在原子能发电占一半的瑞典 　　关闭核电站后，只能在丹麦购买火力发电。 　　为了弥补巨大的电力不足 　　原子能发电 　　还有出人头地的日子吗。 　　04 　　重生 　　切尔诺贝利核电站事故以来 　　石墨沸水的山退出了历史舞台。 　　世界各国对现有的核电站 　　进行了全面的调查。 　　防护系统也进一步升级 　　从那以后过了二十多年都很平静 　　到2011年为止 　　9级特大地震 　　打破了太平洋的平静 　　由此引发的海啸达到了40米。 　　牺牲了数万人 　　（日本3·11地震后被海啸淹没的城市，照片源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　受到了地震的影响 　　而且曾经是世界最大的核电站 　　日本福岛核电站 　　在地震和海啸的双重打击下 　　核电站的所有备用电源都失效了。 　　安全防护系统失效 　　最终导致炉心熔化 　　放射性物质大量泄漏 　　（事故发生后的福岛第一核电站附近设置了大量储存原子能废水的蓄水罐，于2021年4月8日拍摄。照片源@“吉林1号”宽幅01星/长光卫星） 　　▼ 　　 　　在天灾面前 　　我们真的无法施舍吗？ 　　事实上 　　在1990年代 　　人们开始发展了 　　提高安全性，降低故障率 　　电力较大，寿命更长 　　第三代核电站 　　为极端的事件准备了预案 　　（广东省台山核电站，其中一号机是世界上第一个具备商业运行条件的EPR[欧洲先进压水炉]第3代核电站，摄影师@周维欣/中国广原子能集团） 　　▼ 　　 　　例如，设定独立于各电路的安全系统 　　第3层安全防护罩采用2层安全壳 　　或者不需要能量驱动 　　“非主动安全系统” 　　利用重力和对流等自然现象的话 　　可以自动冷却原子炉 　　炉心熔化、防止放射性物质泄漏 　　（非主动系模式，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　 　　2021年1月30日 　　中国独有的第三代核电站 　　“华龙1号” 　　正式投入商业运用 　　我国是世界第四 　　真正掌握第三代原子能发电技术的国家 　　作为现在的原子能发电市场 　　最受欢迎的3代模型之一 　　华龙1号不仅配备了2层安全壳 　　1.3米厚的内壳和1.8米厚的外壳 　　可以同时防止内部爆炸和外部冲突 　　还搭载了先进的非主动系统 　　像福岛核电站一样 　　所有备用电源装置都被禁用的极端情况 　　应对自如 　　（通过福建省福清核电站5号机、世界首个“华龙1号机”、摄影师@东海/核心组） 　　▼ 　　 　　今天 　　中国的“华龙1号” 　　不仅在国内 　　同时出国 　　成为中国制的新名片 　　（巴基斯坦卡拉奇核电站“华龙1号”海外首座山、摄影师@王进杰/核心集团） 　　▼ 　　 　　30年前 　　中国首个独立设计建设的核电站 　　浙江秦山核电站 　　并联发电刚开始的时候 　　世界上的核电站数量 　　已经超过了400台 　　在没有先例的情况下 　　中国原子能工业人 　　我依赖微胶卷的技术资料。 　　开拓了中国原子能发电的荒野 　　秦山核电站的全貌包括秦山核电站的“秦山一期”、秦山第二核电站的“秦山二期”、秦山第三核电站的“秦山三期”、方家山核电站的摄影家@邵帅）。 　　▼ 　　 　　大体上完全依赖进口 　　广东大亚湾核电站 　　（广东省大亚湾核电站，1993年建成，引进中国大陆首个百万千瓦级大型商用核电站、法国核岛技术和英国常规岛技术建设，照片来源@赖虔瑜/中国广核集团）▼ 　　 　　首次自主开发的大型核电站 　　广东岭澳核电站（二期） 　　（广东岭澳核电站[二期]是2010年建成、中国“十二五”期间唯一动工的核电站项目，也是中国第一个全面实现自主设计、建设、运营的百万千瓦级核电站，摄影师@赖敬虔瑜/中国广原子能组） 　　▼ 　　 　　直到第一次装备“华龙1号”的第三代核电站为止 　　福建福清核电站 　　（通过福建省福清核电站及远处的海上风力发电站及各单元的位置、摄影师@东海/核心组） 　　▼ 　　 　　现在 　　十七座核电站 　　共52台单元 　　建立在中国的大地上 　　特殊能源“海岸线” 　　目前发电总量已居世界第二位。 　　（中国核电站分布示意图，现场图仅展示了在中国大陆地区已经开始运行的核电站，制图@郑艺/星研究所） 　　▼ 　　 　　但是 　　这是终点吗？ 　　05 　　将来 　　今天 　　如果想调查的话 　　居里夫人当时的笔记 　　需要穿专用防护服 　　从特制的铅罐里拿出来 　　这是因为这些笔记本电脑有放射性物质。 　　这种放射性物质至少持续了1500年 　　（居里夫人的原稿、照片来源@Wikimedia Commons、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　核电站到今天为止 　　仍然存在的最大问题 　　核武器 　　核燃料使用后剩下的 　　但是，依然有强烈的放射性。 　　长期 　　经过复杂的处理 　　埋在地下 　　用时间的力量去除辐射 　　（法国工业地质处理中心[Cligeo]内的地下隧道，该中心是法国国家放射性废弃物管理机构[Andra]运营的核废料处理库，照片源@视觉中国） 　　▼ 　　 　　第三代原子能发电站 　　对于可能发生的泄漏 　　严防了死守 　　但是，事故的发生根本无法根除。 　　减少或除去核废料 　　核电站的争论将永远持续下去。 　　然后 　　这个光荣而又艰巨的使命交给我了。 　　在第四代核电站手中 　　2021年12月20日 　　世界上第一个第四代商用原子能发电单元 　　中国山东石岛湾核电站 　　并行网络发电的实现 　　采用高温气体冷却炉构造 　　放射能泄露的概率完全没有 　　零 　　这个核电站的燃料是 　　覆盖着用特殊材料制成的球体 　　即使在1600℃以下的温度也不会损坏 　　那个远远超过了 　　原子炉能达到的最高温度 　　也就是说 　　这真是个破不了的屏障。 　　（高温气体冷却炉球形燃料结构示意图@郑伯容/星研究所） 　　▼ 　　 　　另一个第四代核电站是 　　立即停止 　　基本减少了核废料的产生。 　　使用燃料钚239 　　裂痕时释放的中子 　　周围的铀238可以变成钚239自身 　　也就是说核燃料“越燃烧越多” 　　核废料自然减少 　　与以往的高压反应堆核电站相比 　　燃料使用率提高到60%以上 　　（高速中子炉“燃烧”过程的概略、制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　更加 　　第4代原子能发电站 　　熔盐炉、超临界水冷炉等其他类型 　　目前大部分处于实验阶段 　　在不远的将来 　　不论经济性、安全性、可靠性 　　成为能源市场中最强大的竞争者 　　（山东石岛湾核电站是世界上第一个球床模块式高温气体冷却炉核电站，也是世界上第一个具有第四代原子能系统安全特性的核电站，照片来源@中国华能） 　　▼ 　　 　　但是，这不是最干净的能源技术。 　　还有一个核反应 　　实现“零废料” 　　燃烧太阳 　　规格 　　核聚变是指两个轻的原子核。 　　结合更重的原子核 　　同质核 　　聚合释放的能量 　　裂纹的4倍以上 　　然后在这个过程中 　　不会发生危险的放射性物质 　　（核聚变反应的示意图，制图@罗梓涵/星研究所） 　　▼ 　　 　　但是核聚变的实现 　　比核分裂的变更更难 　　至少 　　100000℃以上 　　可能发生 　　合体兵器的氢弹 　　只能依靠原子弹引起的高温 　　爆炸了 　　（1967年6月17日，中国首枚氢弹在新疆洛布爆炸试验成功，工作人员欢呼，摄影师@孟昭瑞/视觉中国） 　　▼ 　　 　　怎样约束亿度的原子核呢 　　这些能量可以控制并持续释放 　　这是人类面临的另一个挑战 　　2021年5月28日 　　中国控制的核聚变实验装置 　　合肥的“人工太阳” 　　全超导托卡马克（EAST） 　　首次在1亿2000万℃实现101秒的“燃烧” 　　一举打破韩国保持的世界记录 　　仅仅半年后 　　另外，7千万°C的驾驶记录提高到了1056秒。 　　虽然核聚变的商业应用仍然很遥远 　　但是，这些不断突破的记录 　　人类核聚变的能源时代 　　又近了一步 　　（中国的核聚变实验装置，上图为位于合肥的全超导托卡马克装置[EAST]，也称为“东方超环”，图像源@人民视觉；下图为位于成都的中国环流器2号M装置[HL-2M]，是中国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，摄影师@郑铁流/核心集团） 　　▼ 　　 　　 　　顺利地开始 　　大跌至 　　又陷于绝境 　　人类驯服原子核的道路 　　可谓一波三折 　　给予了我痛苦 　　给予了我喜悦 　　但是在无数先驱者的努力下 　　曾经是“放荡”的原子核 　　我们心中的 　　理想能源 　　虽然我们不知道 　　明天有多难的挑战？ 　　回顾核能 　　这百年来的发展过程 　　有相信的理由 　　千奇百怪，却是光明的未来 　　像诺贝尔和平奖获奖者一样 　　阿尔伯特·施威萨说 　　“我很担心未来。 　　但是，充满了美好的希望。” 　　原子能也是如此 　　（工作人员在核燃料交换中，摄影师@赖虔瑜/中国广核集团） 　　▼ 　　 　　本文创意团队 　　李鸭梨 　　编辑：陈英雄 　　设计：罗梓涵郑伯容 　　图片：秦南 　　地图：郑艺 　　审查学校：王昆陈志浩 　　封面摄影师：李亮杰/国家电投资上海核工院 　　专家校对 　　北京师范大学国家安全与应急管理学院特任研究员余雯 　　道谢 　　国资小新核心集团中国广核集团 　　【参考文献】 　　[1]阎昌琪、丁铭。原子能工程概论[M]。哈尔滨工程大学出版社。 　　[2]朱华原子能发电和原子能发电[M]。浙江大学出版社，2009。 　　[3]叶奇中国电气工程大典第六卷原子能发电工程[M]。中国电力出版社。 　　[4]莫政宇能源动力工程概论[M]。四川大学出版社。 　　（五）查尔斯D.弗格森。原子能。陆继宗译华中科技大学出版社，2020年。 　　明星研究所 　　从地理角度，探索终极世界。 　　···THE END···