核聚变反应堆设备设计稿

自制的核反应堆设备

“反应堆狂人”在自己家的车库里工作

理查德·霍尔和他的核反应堆

    在位于美国匹兹堡的自家车库里，弗兰克·萨安斯正夜以继日地修补他最自豪的发明：一个可以工作的核聚变反应堆。

    现在，核聚变不再仅仅掌握在专业科学家手里，一群业余科学爱好者正在尝试着在自己家里制造核反应堆，希望借此实现新的能源供应。

　　在自家后院造核反应堆

    目前，有一群业余物理学家、科幻小说爱好者正尝试着在自己家里的地下室、后院或是家庭实验室里制造核聚变反应堆，51岁的萨安斯正是其中一位。

    萨安斯在当地拥有一家餐厅，他说，他相信自己正朝着靠反应堆发电的目标前进。 “我是一个梦想家，”萨安斯说。

    很多和萨安斯有着相同梦想的人把自己称为“反应堆狂人”，他们已经组织起了一个松散的社团，加入这一“核反应堆俱乐部”的成员超过了100名。想要加入“核反应堆俱乐部”的人必须要自制一个可以放在桌子上的核反应堆，且反应堆要成功地使氢的同位素（氘和氚）发生聚变，如同小型行星一样发出光和热。

　　尚无法实现发电目标

    业余“反应堆狂人”们的设备是基于上世纪60年代时，电视机的发明人费罗·T·法恩斯沃斯的一个设计。自制的核反应堆基本上都是以小型钢球为主，钢球上缠绕着电线和试管，上面还有玻璃视窗以供观察。从目前的情况来看，使用自制核反应堆发电还是一个非常遥远的目标，因为反应堆所产生的能量小于消耗的能量。

    聚变，即轻原子核（氘和氚）彼此靠近，结合成较重的原子核（氦）时能够放出巨大能量。带有同性正电荷的原子核间的斥力阻止它们彼此接近，因此，参加聚变反应的原子核必须具有足够的动能，才能克服这一斥力而彼此靠近。

    数十年来，科学家们一直在试验如何才能使原子核发生聚变。法国南部有一个花费了近150亿美元建造的核聚变反应堆，但即使是这般耗费巨资的项目也只能证明利用核聚变发电在技术上是可行的，而无法真正实际运用。

　　1个月里造出核聚变反应堆

    尽管技术尚不成熟，萨安斯这样的“反应堆狂人”仍然认为，核聚变反应堆比其它发电方式更有希望。

    10年前就自制了一台核聚变反应堆的理查德·霍尔说：“基本上，其它的发电方式都好像是在地狱的门口行走。 ”

    62岁的霍尔居住在弗吉尼亚州的瑞奇蒙德。每年，霍尔都会举办业余科学家聚会，吸引全美数十名有着同样嗜好的人赴会。

    “这些人中的大部分都喜欢会爆炸或是会发出‘嘶嘶’声的东西，”霍尔说。

    霍尔1997年起开始尝试自制核聚变反应堆，当时，科幻小说家、电子工程师汤姆·林根前往霍尔家参与业余科学家聚会时随身带了一台核聚变反应堆样本。

    林根现场显示了一下设备，虽然那一刻原子核并没有发生聚变反应，但却发出了如同霓虹灯般耀眼的亮光。霍尔完全被这台设备吸引住了，“接下来，我在差不多1个月的时间里造出了一台核聚变反应堆，”霍尔说，他现在正准备制造自己的第5台核反应堆设备。

    比现有核电厂更环保

    霍尔在一个向“反应堆鼻祖”法恩斯沃斯致敬的网站上发帖，展示了自己的反应堆。之后，有一些人加入了霍尔的行列，他们互相发问，交换意见，并最终贴上了自己的反应堆照片。

    在 “核反应堆俱乐部”的网站上，霍尔列出了“反应堆狂人”的名单，其中既有65岁的退休机械工程师乔·罗森斯迪尔，也有27岁的医学学生卡尔·威利斯。

    核聚变使用的原料是氢的同位素氘和氚，比较容易获取。 “反应堆狂人”们表示，这样的核反应堆将会非常环保，几乎不产生空气污染，所产生的长期放射性废物也很少。而现在所广泛应用的核电厂都是使用核裂变反应，这就意味着会产生高放射性的废料，这种废料需要上万年才能分解。

　　提防触电及“恐怖”嫌疑

    尽管聚变反应堆不会产生大量的放射性废物，但“反应堆狂人”们说，这其中还是会有触电的危险。反应堆需要非常高的电压才能工作——一般要用上高达1万伏的电压，使得电流通过一个空心金属球，这样才能使氘离子集中到设备中心互相碰撞，随后结合成新的原子。因此，必须要使用特殊的设备才能释放出如此高的电压。

    “人们必须非常小心，”威斯康星-麦迪逊大学的核工程教授乔纳德·L·库尔琴斯基说，“我认为，有这样的热情让人很感动，但是我不希望有人因此受伤。 ”

    霍尔说，自制核反应堆还有一个缺点就是会被人当作恐怖分子，“很多人都有一种条件反射，就是认为凡是跟‘核’搭上边的就是恐怖事件。 ”

    几年前，底特律的高中生蒂亚戈·奥尔森自己造了一台核聚变反应堆，密歇根州公共健康部门立刻联系他，要求检查设备。 “我当时有一点担心，”现年19岁的奥尔森说，政府部门后来认为，他的设备“不属于需要登记的放射性仪器”，不会造成危害。

　　美国官方限制不尽相同

    负责管理商业放射性仪器的美国食品与药品管理署表示，他们不会限制业余爱好者的设备。美国核能管理委员会也表示，他们不会管制美国国内对氘的使用。

    不过，美国各州对此的规定都不尽相同。

    弗吉尼亚州的健康部就要求登记商业用途的放射线成像设备，但该部门的一名发言人表示，个人使用的设备不必进行登记。

    在宾夕法尼亚州，环境保护部的发言人则表示，任何可能会发射出放射线的设备都必须登记在册。

    萨安斯说，他的核反应堆没有经过登记，但他会非常仔细地控制放射线的发散量。“我非常非常严肃地对待放射线的问题，”萨安斯说，“我不会因为愚蠢的判断错误而让自己暴露在死亡的威胁下。 ”

    萨安斯表示，他不会将设备调到最高档，因为这样就可能会产生足以穿透钢壳的射线。

    垃圾堆里淘出零件

    美国犹他州的一名中学生克雷格·华莱士曾制造了一台核聚变反应堆，其中的大部分零部件几乎都是从核工厂附近的垃圾堆上捡来的。

    克雷格先是在爱达荷州福尔斯市的一个旧金属垃圾场中找到了一台废弃的中子探测器，随后，克雷格又耗费了几百张CD碟片研制出了一个中子调节器，该设备能减缓中子的速度，以便使它们能够被中子探测器探测到。后来在犹他州一个核工厂外面，他又免费得到了一个破旧而废弃的涡轮分子泵。

    由于没钱买价格昂贵的氘气，克雷格·华莱士只好花20美元买来一盒氘氧化合物 （或称重水），通过一个加热的镁粉装置进行化学反应后，重水中的氧元素被排走，他靠自己制造出了纯正的化学氘气。克雷格·华莱士花了两年时间收集各种零件器材，用了半年时间将“核反应堆”装配完成。