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(chuàng)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(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行。什么是“人造太陽”？這一實驗突破究竟意味著什么？人類離核聚變發(fā)電還有多遠？

　　什么是“人造太陽”？

　　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(yōu)點，用它來發(fā)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？

　　此次“人造太陽”EAST首次實現億度千秒運行，意味著什么？

　　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(wěn)態(tài)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(chuàng)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(wěn)態(tài)運行必備的環(huán)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(wěn)態(tài)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。

　　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，它標志著托卡馬克從實驗基礎研究到工程(應用)之間的一個重要的里程碑。

　　實驗溫度1億攝氏度是怎么實現的？

　　除了1000秒，此次“人造太陽”實驗還有一個數字引發(fā)關注，那就是1億攝氏度。有網友好奇，在托卡馬克裝置上是怎么實現上億攝氏度的實驗溫度的呢？目前開展的這項研究到底有沒有實用價值呢？來聽專家解釋。

　　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：上億攝氏度這是指的等離子體的電子溫度，達到了8.5KeV(千電子伏特)以上，9KeV。如果用攝氏度來表示的話，就是1億攝氏度。這么高的溫度的等離子體，這么高的溫度怎么能夠控制住它，怎么能夠約束住它，這是托卡馬克的優(yōu)勢。

　　所謂的“托卡馬克”是從俄語里面翻譯過來的，它就是叫環(huán)形磁約束聚變實驗裝置，它是通過外面的線圈產生強大的磁場，很高的電流產生很強的磁場，把等離子體約束在一個真空容器內。

　　氘氚運行產生聚變能在上個世紀90年代，已經在實驗室，科學可行性已經被驗證了，一是在美國的普林斯頓大學，率先驗證了氘氚運行產生聚變能。特別是在前兩年，在歐洲利用氘氚反應在托卡馬克上產生了68兆焦的聚變能。氘氚運行，就是核聚變應該是為解決未來能源問題的一個重要的科學途徑。

　　核聚變能將如何改變人類生活？

　　“人造太陽”最直接的應用，就是解決能源問題。那么，這項研究將如何影響我們的生活呢？專家稱，如果人類能利用核聚變能，這將是顛覆性的變革。

　　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：最直接的關系是解決未來能源問題。如果有一天我們能真正利用核聚變能，我想可能世界上戰(zhàn)爭也要少許多，大家不為搶奪石油資源發(fā)動戰(zhàn)爭。更重要的一點，如果人類真正能夠利用核聚變能，應該說是一個巨大的革命。如果真正在實驗室能夠產生持續(xù)的核聚變能，能夠有穩(wěn)定輸出，那將帶來對人類能源的一次革命。

　　核聚變會不會對大氣環(huán)境造成影響？

　　雖然是為了解決能源問題，也有網友疑問，核聚變研究會不會對大氣環(huán)境造成影響？人類真正想實現核聚變能代替?zhèn)鹘y(tǒng)的化石能源，到底還有多遠的路要走呢？

　　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：核聚變反應本身產生的生成物是氦，它是一個清潔能源，非常友好的，也是跟我們整個國家的要求，就是達到碳中和的目標是一致的。

　　對全球來說，聚變的路確實是很長。但是隨著近二十年的發(fā)展，特別是在我們等離子所EAST全超導托卡馬克上取得的這些成果，應該大大可以縮短我們對未來聚變堆研究的進程。