中國“人造太陽”創紀錄，實現“億度千秒”意味著什么？

每經編輯 孫志成 杜宇    

據央視新聞1月22日消息，1月20日，有“人造太陽”之稱的國家重大科技基礎設施——全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），創造了新紀錄。這一位于安徽合肥的實驗裝置，首次實現1億攝氏度1066秒穩態長脈沖高約束模式等離子體運行。

據央視財經，這是人類首次在實驗裝置上，模擬出未來聚變堆運行所需的環境，標志我國聚變能源研究實現從基礎科學向工程實踐的重大跨越。

圖片來源：央視新聞

什么是 “人造太陽”？它是一種模擬太陽內部核聚變反應過程的裝置，通過控制和維持高溫等離子體運行，實現聚變反應來釋放巨大的能量，從而有望徹底解決人類能源問題，并深刻改變人類生產生活方式。核聚變能源具有原料豐富、安全高效、清潔低碳的獨特優點，用它來發電可提供近乎零碳排放的清潔能源。舉個例子，一升海水中提煉出來的氘與另外一種原料氚經過聚變反應釋放出的能量，相當于300升汽油燃燒的能量。

首次跨越1000秒大關 意味著什么？

圖片來源：央視新聞

位于安徽合肥的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST于2006年建成運行，之后科研人員們一直在探索高參數穩態長脈沖高約束模式等離子體運行，只有運行時間更長，才能夠創造出聚變反應所需要的條件，從而實現較長時間能量產出。

特別是聚變反應達到億度千秒量級，就意味著人類首次在實驗裝置上模擬出了未來聚變堆高效穩態運行必備的環境。為了實現這個目標，科研團隊在2012年、2016年、2023年分別跨越了30秒、60秒和403秒的穩態長脈沖高約束模式等離子體運行的幾大難關，為這次跨越1千秒大關奠定了基礎。

據央視新聞，中國科學院合肥物質科學研究院等離子體所研究員 龔先祖：圍繞能夠真正地把聚變能為民所用，我們真正地利用聚變能，未來的反應堆必須運行在千秒量級以上。這個（實驗）結果是EAST裝置的一個重大突破，也是磁約束聚變界研究的一個重大突破。

中國科學院合肥物質科學研究院副院長 宋云濤：這是一個非常重要的里程碑，從此將從前沿的基礎研究轉向工程實踐，向聚變能應用邁進了一大步?！皟|度千秒”的難點在于，我們要把這一團火，相當于太陽表面溫度的6到7倍，像火球一樣的等離子體運速到上千秒，難度是非常難，這應該是目前五十多年的研究中，從物理研究向工程實踐邁出的堅實的一步。

宋云濤稱，EAST裝置就是所說的中國人造小太陽，是我國建成的世界上第一個全超導托卡馬克裝置，這里有很多的核心技術，也存在很多的技術挑戰，有超高真空、超大電流、超強磁場等很多這樣的技術攻關。通過這次實驗，這幾年來，一直從100秒到400秒再到1000秒，這完全是由中國的磁約束核聚變團隊來保持這樣的世界紀錄。在國際上排在第二方陣的，目前是在70秒到100秒，所以這一次能夠實現1000秒，標志著我國在高溫等離子體、高約束模等離子體、磁約束研究方面走到了世界前列。

實現“億度千秒”，接下來的目標是什么？

圖片來源：央視新聞

宋云濤表示，能持續的時間是非常重要的，但磁約束聚變研究就像馬拉松賽跑一樣，不僅要跑得快，還要跑得遠。所以，接下來不僅在持續時間上，還要在等離子體密度、等離子體溫度等各個方面瞄準未來聚變能的商業應用，做進一步的攻關研究。

可能會有很多人有這樣的疑問，現在獲取電能的方式有很多種，為什么要投入這么大的精力研究核聚變發電這樣一個項目？最終是要解決什么問題？未來通過聚變的方式獲取的能源或者能量，還可以用在哪些地方？

宋云濤表示，核聚變能源是一種清潔高效的能源，現在人類大部分使用的都是化石燃料，對于環境和人類的影響非常大。如果實現聚變能，對人類的環境是非常友好的。

宋云濤稱，人類第一次工業革命之前只有馬車，馬車只能把人類從一個村莊帶到另一個村莊；工業革命之后，有了火車、飛機，可以把人類從一個國家帶往另外的國家。如果核聚變能源一旦實現，就能夠把人類從這個星球帶往另外一個星球，那么人類的星際航行就能夠實現。

中宋云濤還表示，一旦實現核聚變能源商業應用，一定會帶來人類文明的改變和生存方式的改變，會給生活方式帶來翻天覆地的變化。因為現在人類基本上使用的化石燃料，環境會遭受污染，而且化石燃料是有限的。一旦實現核聚變能源應用，人類有了磁約束核聚變，再加上其他綠色能源，能夠進行互補，可以讓人類環境更加美好。

編輯|孫志成 杜宇?蓋源源

校對|陳柯名

封面圖自視覺中國（圖文無關）

每日經濟新聞綜合自央視新聞