人造太陽 中國“人造太陽”燃燒101秒！98958次放電 邁向人類終極“聚變能源夢(mèng)”
模仿太陽聚變反應(yīng)原理再造一個(gè)“太陽”，被公認(rèn)為是解決人類能源危機(jī)的最佳方案。5月28日，歷經(jīng)40余年努力，有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST），成功實(shí)現(xiàn)了1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行的人類奇跡，向終極“聚變能源夢(mèng)”邁出了關(guān)鍵一步！
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中國版“人造小太陽”——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)的全景圖。
1.2億攝氏度“燃燒”101秒 中國將世界紀(jì)錄延長5倍
“98、99、100！”5月28日凌晨3時(shí)02分，當(dāng)大屏幕上的數(shù)字突破100秒時(shí)，所有人起立歡呼。在安徽合肥的科學(xué)島上，有一群不斷挑戰(zhàn)極限“造太陽”的人，他們的目標(biāo)就是希望未來有一天，聚變能商用的“聚變能源夢(mèng)”在中國率先實(shí)現(xiàn)，早日用聚變能點(diǎn)亮一盞燈。
“這次EAST裝置實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行。”EAST裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)行總負(fù)責(zé)人、中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所托卡馬克物理研究室主任龔先祖講道，“這是EAST的第98958次放電，取得了上億攝氏度百秒量級(jí)的成果，標(biāo)志著中國在穩(wěn)態(tài)磁約束領(lǐng)域研究處于國際領(lǐng)先水平。”
實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電有兩大難點(diǎn)，即實(shí)現(xiàn)上億度點(diǎn)火和穩(wěn)定長時(shí)間約束控制。本次實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行，是中國首次在國際上采用全金屬主動(dòng)水冷第一壁、高性能鎢偏濾器等關(guān)鍵技術(shù)，并成功將1億攝氏度20秒的原紀(jì)錄延長了5倍。
“從2006年的首輪放電，EAST實(shí)驗(yàn)中所取得的每個(gè)重要數(shù)據(jù)都存于腦海中。”龔先祖介紹，“從第一次的新鮮好奇到這次擊案而起，真的難掩激動(dòng)之情。98958次放電相當(dāng)于走了98958步，盡管每一次只是一小步，但這次邁出了未來核聚變能源應(yīng)用的重要一步。”
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2021年6月1日，合肥，科研人員在EAST全超導(dǎo)托卡馬克裝置物理實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場工作。
可控核聚變：承載人類無限想象的終極“能源夢(mèng)”
核聚變，能夠讓人類社會(huì)躍遷一個(gè)能級(jí)的逆天科技，其在人類心目中的地位，從科幻作品中就可見一斑：
1997年，偵探驚悚片《圣徒》中涉及冷聚變陰謀；
【 人造太陽|中國“人造太陽”燃燒101秒！98958次放電 邁向人類終極“聚變能源夢(mèng)”】2004年，電影《蜘蛛俠2》中的奧克塔·威爾斯博士利用核聚變擁有了毀滅性的能力；
2008年，電影《鋼鐵俠》中鋼鐵俠的外骨骼集成了一套小型的聚變反應(yīng)堆；
2013年，設(shè)定在公元2077年的《遺落戰(zhàn)境》影片中，聚變核電站已經(jīng)為土衛(wèi)六泰坦上的殖民地提供電力能源；
2014年，《星際穿越》中男主角乘坐聚變動(dòng)力太空飛船“持久”號(hào)從太陽系旅行到宜居星球去，其中每艘飛船上都配有托卡馬克裝置提供動(dòng)力和電源。
可控核聚變之所以被視為解決能源問題的“終極答案”，主要原因就在于，與目前核反應(yīng)堆使用的核裂變相比，其具有諸多顯著優(yōu)勢(shì)。
在核裂變中，一個(gè)原子分裂成兩個(gè)原子會(huì)產(chǎn)生能量。在傳統(tǒng)的核反應(yīng)堆中，高能中子分裂鈾的重原子，產(chǎn)生大量的能量、輻射和放射性廢料，更危險(xiǎn)的是，核廢料需要妥善儲(chǔ)存多年，一旦泄露到環(huán)境中，就會(huì)帶來不可估量的傷害。如1986年蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故，2011年日本福島核電站事故等，全世界已發(fā)生數(shù)十起核泄漏事故，給環(huán)境和人類造成很大損害。
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當(dāng)?shù)貢r(shí)間2021年4月12日，日本福島縣，航拍福島第一核電站核污水倉。
而在核聚變中，當(dāng)兩個(gè)原子結(jié)合成一個(gè)時(shí)，就能獲得能量。在聚變反應(yīng)堆中，氫原子聚集在一起形成氦原子、中子和大量的能量，而不會(huì)產(chǎn)生核廢料，這與太陽產(chǎn)生能量的形式是相同的，此外，核聚變質(zhì)能轉(zhuǎn)化率可達(dá)0.7%，是核裂變的5倍之多。因此，這將是一種比核裂變更清潔、更安全、更高效且更豐富的能源。
EAST：98958次放電 從“發(fā)展中國家最先進(jìn)”到全球第一
全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）是國家發(fā)改委批準(zhǔn)立項(xiàng)的“九五”國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施，擁有類似太陽的核聚變反應(yīng)機(jī)制，因此該設(shè)施也被稱為“人造太陽”。
EAST的發(fā)展歷程可以追溯到1991年3月正式立項(xiàng)的HT-7，作為“發(fā)展中國家最先進(jìn)的托卡馬克裝置”，在1994年12月，完成了極向場控制系統(tǒng)后又進(jìn)行了首次工程調(diào)試，獲得首次等離子體。
在HT-7成功運(yùn)行的基礎(chǔ)上，“九五”國家重大科學(xué)工程——大型非圓截面全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置HT-7U于1998年立項(xiàng)。
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