中国“人造太阳”再获突破 核聚变能将如何改变人类生活？

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　　1月20日，有“人造太阳”之称的国家重大科技基础设施——全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)，创造了新纪录。这一位于安徽合肥的实验装置，首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行。什么是“人造太阳”？这一实验突破究竟意味着什么？人类离核聚变发电还有多远？

　　什么是“人造太阳”？

　　什么是 “人造太阳”？它是一种模拟太阳内部核聚变反应过程的装置，通过控制和维持高温等离子体运行，实现聚变反应来释放巨大的能量，从而有望彻底解决人类能源问题，并深刻改变人类生产生活方式。核聚变能源具有原料丰富、安全高效、清洁低碳的独特优点，用它来发电可提供近乎零碳排放的清洁能源。举个例子，一升海水中提炼出来的氘与另外一种原料氚经过聚变反应释放出的能量，相当于300升汽油燃烧的能量。

　　首次跨越1000秒大关 意味着什么？

　　此次“人造太阳”EAST首次实现亿度千秒运行，意味着什么？

　　位于安徽合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST于2006年建成运行，之后科研人员们一直在探索高参数稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，只有运行时间更长，才能够创造出聚变反应所需要的条件，从而实现较长时间能量产出。

　　特别是聚变反应达到亿度千秒量级，就意味着人类首次在实验装置上模拟出了未来聚变堆高效稳态运行必备的环境。为了实现这个目标，科研团队在2012年、2016年、2023年分别跨越了30秒、60秒和403秒的稳态长脉冲高约束模式等离子体运行的几大难关，为这次跨越1千秒大关奠定了基础。

　　中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员 龚先祖：围绕能够真正地把聚变能为民所用，我们真正地利用聚变能，未来的反应堆必须运行在千秒量级以上。这个(实验)结果是EAST装置的一个重大突破，也是磁约束聚变界研究的一个重大突破，它标志着托卡马克从实验基础研究到工程(应用)之间的一个重要的里程碑。

　　实验温度1亿摄氏度是怎么实现的？

　　除了1000秒，此次“人造太阳”实验还有一个数字引发关注，那就是1亿摄氏度。有网友好奇，在托卡马克装置上是怎么实现上亿摄氏度的实验温度的呢？目前开展的这项研究到底有没有实用价值呢？来听专家解释。

　　中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员 龚先祖：上亿摄氏度这是指的等离子体的电子温度，达到了8.5KeV(千电子伏特)以上，9KeV。如果用摄氏度来表示的话，就是1亿摄氏度。这么高的温度的等离子体，这么高的温度怎么能够控制住它，怎么能够约束住它，这是托卡马克的优势。

　　所谓的“托卡马克”是从俄语里面翻译过来的，它就是叫环形磁约束聚变实验装置，它是通过外面的线圈产生强大的磁场，很高的电流产生很强的磁场，把等离子体约束在一个真空容器内。

　　氘氚运行产生聚变能在上个世纪90年代，已经在实验室，科学可行性已经被验证了，一是在美国的普林斯顿大学，率先验证了氘氚运行产生聚变能。特别是在前两年，在欧洲利用氘氚反应在托卡马克上产生了68兆焦的聚变能。氘氚运行，就是核聚变应该是为解决未来能源问题的一个重要的科学途径。

　　核聚变能将如何改变人类生活？

　　“人造太阳”最直接的应用，就是解决能源问题。那么，这项研究将如何影响我们的生活呢？专家称，如果人类能利用核聚变能，这将是颠覆性的变革。

　　中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员 龚先祖：最直接的关系是解决未来能源问题。如果有一天我们能真正利用核聚变能，我想可能世界上战争也要少许多，大家不为抢夺石油资源发动战争。更重要的一点，如果人类真正能够利用核聚变能，应该说是一个巨大的革命。如果真正在实验室能够产生持续的核聚变能，能够有稳定输出，那将带来对人类能源的一次革命。

　　核聚变会不会对大气环境造成影响？

　　虽然是为了解决能源问题，也有网友疑问，核聚变研究会不会对大气环境造成影响？人类真正想实现核聚变能代替传统的化石能源，到底还有多远的路要走呢？

　　中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员 龚先祖：核聚变反应本身产生的生成物是氦，它是一个清洁能源，非常友好的，也是跟我们整个国家的要求，就是达到碳中和的目标是一致的。

　　对全球来说，聚变的路确实是很长。但是随着近二十年的发展，特别是在我们等离子所EAST全超导托卡马克上取得的这些成果，应该大大可以缩短我们对未来聚变堆研究的进程。

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