心事浩茫连广宇,于无声处听惊雷
11月12日,新华社消息称,我国自主设计、研制并拥有完全自主知识产权的核聚变实验装置“人造太阳”取得了突破性进展,实现了超过10兆瓦的加热功率和1亿摄氏度等离子体运行等重大科学进展,在可控核聚变领域迈出了坚实的一步。

“人造太阳”实际上是一种可控核聚变技术,它的全称叫做“国际热核聚变实验堆计划”,简称“ITER”。因为可控核聚变技术所要实现的,是像太阳那样,把比较轻的原子核(比如氢氕氘氚)结合成较重的原子核(比如氦),从而释放出大量的能量,所以被形象地称为“人造太阳”计划。

ITER“人造太阳”项目被认为是人类能源的终极解决方案,一旦成功,它将是一个取之不尽用之不竭的清洁能源宝库,将极大地改善人类当前因过度依赖化石燃料而造成的资源过度开发和环境污染问题。故而,可控核聚变技术也和量子计算技术、人工智能技术一起被称为21世纪3大技术难题,其意义堪比人类第一次学会使用火。
但是这样厉害的一个技术,世界各国都在努力攻坚,中国只是ITER项目中的7个成员国之一,其他几个国家分别是欧盟、日本、美国、俄罗斯、印度和韩国。同时,ITER项目也是世界上规模最大、影响最深远的国际科研合作项目。

东方超环(简称EAST)是中科院等离子物理研究所完全自主研制的全超导托卡马克核聚变实验装置,也是全球第一个非圆截面的核聚变科学实验装置。这一次成功进行的10兆瓦加热功率的实验就是在这套装置中进行的。在非感应电流的驱动下,利用低杂波、电子回旋和离子回旋三种加热系统的有效耦合,实现对等离子体的高约束、纯射频波加热,使等离子体的储能增加至300千焦,等离子中心电子温度达到1亿摄氏度!

这是继去年东方超环创造了101.2秒高约束模等离子体放电(即为人造太阳的稳定持续时间为101.2秒)记录之后,中科院等离子物理研究所取得的又一项重大突破。这一次实验取得的宝贵实验参数,对未来人造太阳的长期可控稳态运行至关重要。
在核聚变可控的未来,人类会迎来哪些改变?在人类历史上,更先进能源的使用往往推动人类社会的巨大变革以及人类文明的巨大进步,也不断拓宽着人类向外探索的外延。
远古时期,人类学会了用火,开始从非洲靠步行迁徙到全世界,但探索进程非常缓慢,整个过程持续了数十万年之久。后来,靠着庞大的人力和简单的机械,人类完成了环球航行,大航海时代揭开了全球化的序幕。再后来,化学能燃料的使用、蒸汽机的发明以及引擎技术的不断进步,让人类有机会飞出地球,到邻近的月球上去看一看,并且把探测器送往太阳系深处。
那么随着可控核聚变技术的发展和应用,人类将打破旧引擎技术的制约,是否意味着星际间的短程航行将会实现?

当然,不想那么远,即使在可见的未来,可控核聚变技术也足以让人浮想联翩。就像《太阳的距离》一书中写道:“ 一旦可控核聚变这种几乎无限的清洁能源发展开,那么‘石油美元’这颗大树的树根就枯萎了。”可见,可控核聚变不仅会对人类的生活方式产生影响,也会影响未来的全球格局。
幸运的是,在“人造太阳”这个领域,中国正站在世界舞台的中央。
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