據(jù)當(dāng)?shù)孛襟w報(bào)道，未來幾年內(nèi)，如果這個意大利和俄羅斯合作的項(xiàng)目成功，莫斯科附近的一個實(shí)驗(yàn)核聚變反應(yīng)堆，可能是第一個讓位于自我維持的核聚變反應(yīng)堆，并將是核發(fā)電的一個重要里程碑。

計(jì)劃中的反應(yīng)堆源是美國麻省理工學(xué)院科學(xué)家的研發(fā)設(shè)計(jì)，也同時該科學(xué)家是意大利國家新技術(shù)、能源與環(huán)境局（National Agency for New Technologies, Energy and the Environment）反應(yīng)堆項(xiàng)目的主要研究人員。麻省理工學(xué)院已在校內(nèi)建立了三個類似的源于同樣原理設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆。意大利和俄羅斯的物理學(xué)家計(jì)劃于今年上半年為叫做“點(diǎn)火器”（Ignitor）的新反應(yīng)堆制定行動計(jì)劃。

“點(diǎn)火器”是一個托卡馬克反應(yīng)堆，一個面包圈形狀的設(shè)備，用強(qiáng)力磁場通過擠壓過熱的氫同位素等離子體產(chǎn)生聚變。當(dāng)電流和高頻率的無線電波穿過等離子體，將它加熱至極度高溫，周圍的電磁場在高壓下限制了等離子體。壓力和熱量合起來使得氫原子核在一個釋放巨大熱量的過程中匯總合并形成氦。在一個功能完備的聚變反應(yīng)堆中，這些熱量會用來驅(qū)動發(fā)電渦輪機(jī)。

一個大得多也更復(fù)雜的托卡馬克聚變反應(yīng)堆——國際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER）——正計(jì)劃在法國的Saint-Paul-lez-Durance建設(shè)。ITER將于2019年完成，并準(zhǔn)備在2026年進(jìn)行全面試驗(yàn)，它將更接近聚變發(fā)電機(jī)的功能，但并沒有被設(shè)計(jì)生產(chǎn)為一個自我維持的聚變反應(yīng)堆。“點(diǎn)火器”的大小是ITER的六分之一，并將測試生產(chǎn)自我維持的反應(yīng)堆所需的條件。科學(xué)家表示，“點(diǎn)火器”很快就能讓我們看到燃燒等離子體的表現(xiàn)如何，并告訴我們應(yīng)怎樣處理ITER和其他的反應(yīng)堆。

“點(diǎn)火器”不包含真正的反應(yīng)堆需要的許多部分。例如缺少的一個關(guān)鍵部分就是“增殖反應(yīng)堆覆蓋層”（breeder blanket），包括鋰和反應(yīng)堆內(nèi)部的電磁線圈，能持續(xù)地提供氚——反應(yīng)中聚變的兩種同位素中的一種。Ignitor的設(shè)計(jì)非常緊湊，在線圈內(nèi)沒有測試區(qū)的空間。

“點(diǎn)火器”的另一個限制在于，其強(qiáng)大的電磁場會使得大多數(shù)超導(dǎo)體材料的傳導(dǎo)性下降。為了解決這一點(diǎn)，“點(diǎn)火器”主要使用傳統(tǒng)的銅線圈產(chǎn)生磁場。但是這些線圈只能運(yùn)行很短的時間，然后會過熱。結(jié)果就是，“點(diǎn)火器”的引燃只能維持4秒。ITER用的是超導(dǎo)線圈，并且用了更多的等離子體，根據(jù)設(shè)計(jì)它能將峰值輸出維持400秒。