中國人造太陽全球領先！原料無限，這才是改變宇宙的終極能源科技

原標題：中國人造太陽全球領先！原料無限，這才是改變宇宙的終極能源科技

11月12日，中科院等離子體所發布消息稱，我國的東方超環ESAT目前取得了多項重大的技術突破，包括加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度達到1億度等，這標誌著中國的人造太陽已經取得了世界領先的地位。

眾所周知，原子核在裂變和聚變的時候都能產生出巨大的能量，如太陽就是以核聚變的方式產生能量，並向太空當中釋放光和熱的巨大星體，其熱能和光能散射到1.5億千米外的地球，並為地球提供了存在的基礎。

正是因為核能的巨大潛力，長期以來人類都希望將核能可控化。目前的核電站，就是以核裂變的形式產生能量，相比於傳統的煤炭方式，核裂變電站能擁有巨大的優勢。例如產生一百萬千瓦的電能，需要消耗50萬噸煤，但使用核燃料，只需要30噸。但對於核聚變，目前人類只能掌握氫彈這種不可控制的核聚變反應形式，如何將核聚變產生的巨大的能量利用起來，變成可控的，一直是人們追求的目標。因為核聚變的原料是無限的，只要掌握可控核聚變，人類就能掌握無限的能源。可控核聚變的基本過程是：利用氘和氚在高溫高壓環境下放出電子和中子，形成等離子體，然後兩者的原子核重新結合成氦並在結合過程當中釋放出巨大的能量。

將這一過程可控化，有幾個基本的難點：1是提供高溫高壓環境形成氘氚等離子體；2是約束高溫等離子體；3是獲取和轉化能量。

首先，高溫是形成等離子體的先決條件，等離子體是指電子中子脫離原子核之後和原子核形成的一種離散的狀態，是物質的第4種形態。但高壓目前沒有辦法實現，能提供高溫度就成了唯一的發展方向。這一溫度通常都在億度以上。

其次，是如何約束高溫等離子體，可控核聚變中的等離子體處於上億度的高溫當中，因此只有讓它懸浮起來不和容器接觸才能實現可控，否則任何接觸都會使容器融化。蘇聯人最早想到了磁懸浮的方式，依靠磁場來使等離子體懸浮在磁場環境當中。

理論上，約束的方式其實包括重力場約束，慣性約束和磁約束。重力場約束地球上很難實現，慣性約束是目前所有恆星的核聚變方式，但慣性約束中核聚變的反應時間太短，無法持續進行。只有磁約束最有可能實現並最有前途的。

蘇聯托卡馬克-1

20世紀50年代，蘇聯莫斯科庫爾恰托夫研究所創造出了托卡馬克裝置，即最早的磁場環流器。這種裝置通過通電線圈提供磁場，讓等離子體懸浮其中並完成核聚變。

這一裝置成為了所有可控核聚變裝置的奠基者。此後各國都發展了自己的托卡馬克。如德國的ASDEX，歐洲的JET，日本的JT-60，美國普林斯頓的TFTR等。其中，美國的技術較為先進。

1995年，美國TFTR獲得了中心溫度5.1億度的等離子體。並在核聚變中產生出了大量的能量，但是TFTR裝置獲得的能量還是小於提供高溫時投入的能量，因此裝置整體並不能達到低投入和高產出的設計目的，這也是目前大多數可控核聚變面對的問題。最終該裝置也在1997年被拆解。

美國TFTR

而中國的可控核聚變研究開始於上世紀60年代初，中國最初獲得了蘇聯的托卡馬克裝置。70年代，中國開始自己生產小型托卡馬克。建設了CT-6，KT-5，HT-6B， HL-1，HT-6M等多個裝置。

90年代，中國開始建設中型托卡馬克。包括HL-1M，偏濾器位形的HL-2，HT-7等。

中國環流器二號HL-2A

而在大型裝置上，目前最重要的就是剛剛取得重大實驗突破的EAST東方超環。

東方超環的全稱是大型非圓截面全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。也是世界上第一個全超導可控核聚變裝置。國際上大部分托卡馬克的等離子體持續時間均在20s以下，歐盟和日本科學家曾獲得最長為60s的等離子體。而EAST東方超環在此前就獲得了411s的高溫等離子體，但這還不是EAST的最終目標。

東方超環ESAT

EAST最終的目標就是實現中心溫度1億度以上，並將高溫等離子體的存在維持至少持續1000秒。只有達到1000秒的持續反應，才能獲得持續的能量。

目前，中心溫度1億度以上的目標已經實現了，而1000秒的持續反應還需要繼續提高。當這一目標達成後，中國就將建設更大型的托卡馬克，將投入與產出達到商業化水平，並最終實現商業化的可控核聚變。（利刃WZB）

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！