又一個「世界之最」誕生，這次是人造太陽

最新 01-27

上個世紀80年代的時候曾經流行過一首兒童歌曲，名字是《種太陽》。由李冰雪填詞，徐沛東作曲，表達了少年兒童要使世界變的更加溫暖、明亮的美好願望。

我有一個美麗的願望

長大以後能播種太陽

播種一顆一顆就夠了

會結出許多的許多的太陽

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種太陽當然不現實

但是人們進行了類似的科學研究

我們種不了太陽

不如......造一個太陽好了

有專家考證：如果不是最早，起碼較早提出利用人造太陽解決人類能源問題的是一位蘇聯年輕少尉。

這個只有高中學歷的男孩在1950年提出這個「空想」時，蘇聯科學家們沒有笑話他，而是科學審慎分析了它在理論和實踐中的可行性。

歷史證明，很多改變世界的偉大科學發現科技進步，都是源自這種勇敢的「空想」。

溯源

最近，德國航空航天中心（German Aerospace Center）在德國小鎮Jülich造了一個據稱是「世界上最大的人造太陽」，目的是利用強光強熱分解水分子，來製造氫能源，最終，研究團隊希望可以生產飛機和汽車所用的氫能源，減少 CO2 等溫室氣體排放。

這個人造太陽代號為「Synlight」，由 149 個極高亮度的短弧氙燈（一般用於電影放映、火車車頭等）組成，形成一個 350 千瓦的大燈泡，聚焦在一塊 20cmX20cm 的區域上照射，可以產生大約 3000°C 的高溫。等同於地球上自然光的 1 萬倍強度。

由於強光強熱

這個人工太陽必須在

航空航天中心的防輻射室內進行

而且要當「世界之最」

這個大傢伙的耗費成本

可是相當可觀的

項目造價350 萬歐元

運轉 4 個小時所需的電量

跟一家 4 口一年的耗電量相同

國內外進行相似研究的團隊不在少數

有的是直接模擬太陽強光

還有的採取激光、超導體等別的方式

模擬太陽內部發生的反應

這些通常都被看作是

彌補現有能源的可能方式之一

不過，僅僅是彌補現有能源

肯定是遠遠不夠的

當前，全球依賴的主要能源

如石油、天然氣等

終有一天將被耗盡

以煤炭來說

目前探明的儲量僅可再用200年

這意味著人類未來

將告別化石能源時代

所以，還有一種更高級的「人造太陽」

正在被科學家們研究和製造

用科學的定義來闡釋

這種「人造太陽」是指

通過可控熱核聚變的方式

給人類帶來幾乎無限的清潔能源

太陽

的光和熱對於人類可預見的未來而言，是源源不斷的，它的光熱來源於氫的兩個同胞兄弟——同位素氘和氚，在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。「人造太陽」就是「模仿」這一過程。

氘和氚是取之不盡的能源。海洋中大概蘊藏了40萬億噸氘，理論上如果全部用於聚變反應，釋放的能量足夠人類使用幾百億年。其難以比擬的優勢是：安全、清潔、高效和資源充足。

全球科學家們研究實現可控熱核聚變的路徑主要有兩種：磁約束聚變和慣性約束聚變。

前者，又稱托卡馬克，通過強磁場較長時間約束高溫稀薄等離子體使之發生聚變反應。最著名的例子是

目前國際上針對該項探索建立的「國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃」，建造約需10年，耗資50億美元（1998年值）。ITER裝置是一個能產生大規模核聚變反應的超導托克馬克。

延伸閱讀

2003年1月，國務院批准我國參加ITER計劃談判，2006年5月，經國務院批准，中國ITER談判聯合小組代表我國政府與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同草簽了ITER計劃協定。這七方包括了全世界主要的核國家和主要的亞洲國家，覆蓋的人口接近全球一半。我國參加ITER計劃是基於能源長遠的基本需求。

慣性約束聚變是利用多種高能量驅動方式形成高溫高壓環境，使氘氚靶丸實現熱核聚變點火和燃燒，從而釋放出巨大的能量。

值得一提的是，後者是由我國著名科學家王淦昌先生在上世紀60年代，與國外科學家同期獨立提出的。

磁約束聚變和慣性約束聚變兩種技術路徑，中國科學家都有深度參與和不菲貢獻。

我國第一代「人造太陽」核實驗裝置已於2006年9月28日放電成功，它產生能量的方式和太陽相同。

2016年，中科院合肥物質科學研究院等離子體所承擔的國家大科學工程「人造太陽」實驗裝置ＥＡＳＴ在第１１輪物理實驗中再獲重大突破，獲得超過６０秒的穩態高約束模等離子體放電。ＥＡＳＴ因此成為世界首個實現穩態高約束模運行持續時間達到分鐘量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。

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