“人造太阳”。资料图片

第122254次实验！4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。

“一团耀眼的白光从山脉尽头升起……”在科幻小说《三体》中，太空飞船核聚变发动机发出的光芒如同太阳。利用核聚变等技术，人类走出地球家园，成为真正的太空文明。

万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热，是因为内部的核聚变反应。核聚变能源的原材料在地球上极其丰富，且排放无污染，如果能造一个“太阳”来发电，人类有望实现能源自由。

但要造出能实用的“人造太阳”，需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流，挑战极大。为此，全球科学家们已努力70多年。

形如“巨炉”，一腔“热火”胸中涌。EAST作为国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制。

4月12日晚，经过十几年聚力攻关，EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，刷新2017年的101秒世界纪录，实验现场一片欢腾。

“Shot:122254。”EAST控制大厅屏幕上的数字显示，这是历经十二万多次实验取得的成功。

“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升，“这为提升未来聚变电站的发电效率，降低成本奠定了坚实物理基础。”

据悉，EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项，汇聚“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一炉，共有上百万个零部件协同工作。这次成功突破，离不开等离子体控制、加热、壁处理、先进诊断等技术提升和内真空室改善。

目前，下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆已完成工程设计，未来瞄准建设世界首个聚变示范堆。

据新华社

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什么是“人造太阳”？

“人造太阳”一般指国际热核聚变实验堆计划，以其安全、清洁、高效、可持续等优点成为满足未来国家重大战略需求和实现“双碳”目标的重要技术方案。

简言之就是在地球上造一个装置，模拟太阳发光发热释放能量，从而解决人类面临的能源问题。

我们为什么要造个“人造太阳”？

我们都知道“万物生长靠太阳”，地球上埋藏的煤炭、石油等化石能源实质上也是远古生物储存的太阳能，水能、风能、生物质能等可再生能源同样是通过太阳能转化而来，而太阳的能量正是来源于核聚变。

简单说，核聚变就是两个轻原子在高温高压的环境下相撞，聚合成一个重原子，在反应过程中会产生质量损失。根据爱因斯坦标志性的质能方程，能量等于质量乘以光速的平方，由于光速值巨大，即使较小的质量损失也会转化为巨大的能量爆发出来。

实现“人造太阳”有什么意义？

如果可以驾驭核聚变的能量，人类文明有望进入一个全新的发展阶段。当前，人类已掌握可控核裂变技术，已广泛应用的核能发电就是利用的这一技术。跟裂变相比，核聚变拥有更多优势：作为核聚变原料，氘在地球上的含量相当丰富，易于提取。同时，可控核聚变能在自然条件下稳定反应，简单可控，具备本质安全。更重要的是，核聚变释放的能量是核裂变的数倍。

如果我们可以模拟这个反应过程，实现“人造太阳”，便可一劳永逸解决能源问题。本报综合