在即将到来的2020年，我们经历了太多难忘的事情，同时也见证了很多科技界的Breakingnews。今年除了关于新冠疫情的疫苗和火爆的航天新闻外，年底还有一则新闻非常重要，那就是中韩两国在航天领域取得重大突破。人造太阳。

　　人造太阳听起来是个很高端的名词。那么，人类想要创造出什么样的“太阳”呢？人造太阳有什么用？

　　在气候恶化的今天，节能减排成为人们关注的焦点。在开发风能和太阳能电池的同时，科学家们还将希望寄托在另一个重要的能源——核反应上。我们知道核反应可以产生巨大的能量。相信听过和氢弹的人都不会否认这一点。

　　现在我们已经开始利用核能发电，比如著名的秦山核电站和大亚湾核电站。虽然这些核电站提供了大量的清洁能源，但也存在一个问题，那就是它们的反应原理是核裂变。也就是说，从本质上讲，目前使用的核电站原理与类似。科学家目前希望建造的是核聚变电站，类似于氢弹的原理。

　　那么，同样是核反应堆，为什么要搞核裂变电站，搞核聚变电站呢？后者的优点是什么？

　　能源：这两个核电站的区别很明显，那就是能量的释放。大家都知道氢弹比威力大得多。可以想象，核聚变也能产生比核裂变更多的能量。仅1升海水中所含的少量氘，就足以在核聚变中释放出相当于300公斤汽油燃烧所放出的热量，可见其能量转化率之高；一个中子的氢同位素）在海水中储量为40万亿吨，足够人类使用100亿年；

　　安全：核裂变的反应产物中含有高速中子，具有极强的放射性，这也是造成核裂变反应堆危险的重要原因；相反，核聚变的产物氦不具有放射性。另外，核裂变是连锁反应，而核聚变则不是。一旦温度降到临界点以下，反应就会终止，基本上就可以结束像切尔诺贝利这样的核灾难。

　　由此可见，核聚变反应堆确实是人类未来不可或缺的新能源。那么为什么直到今天它还没有被广泛使用呢？没有办法，因为按照人类的意愿用核聚变发电还是不可能的。

　　理想很丰满，现实却很骨感。正如氢弹比难得多一样，核聚变比核裂变更难实现。毕竟，我们不能靠氢弹获取能量，而是要让核聚变根据人类的需要，以可控、稳定的方式进行，这就是所谓的可控核聚变。

　　首先，我们需要提供足够高的温度和压力。要知道氢弹是用小型引爆的，可见核聚变对条件的要求很高。这种反应在宇宙中其实并不少见。这种核聚变可以在包括太阳在内的恒星核心进行，因此可控核聚变又被称为人造太阳。然而，太阳内部的温度高达1500万摄氏度，压力是表面大气压的3000亿倍，这对人类来说确实非常艰难。

　　而且，就算提供这样的能量和压力，用什么样的容器来装这些核燃料也是个问题。

　　可以想象，至少在我们的认知中，在几千万甚至一亿摄氏度的条件下不熔化的物质是不存在的。

　　有意思的是：既然没有物质可以包容，这句话听起来像是否定句，但科学家理解为肯定句：不如用“物质”来包容，那就是真空。但问题是我们在地球上，受重力影响。就算能创造出高真空环境，又怎么能保证里面的核燃料不掉下来呢？

　　1950年代，苏联莫斯科库尔恰托夫研究所的Azimovich等人提出环状结构，成为解决这一问题的答案。

　　我们知道宇宙有四种基本力，其中有两种远程力，即电磁力和引力。因此，他们指出：只要我们创造一个合理的磁场，就可以通过磁约束将这些等离子核燃料限制在真空环境中。由于他们设计的装置包含环（toroidal）、真空室（kamera）、磁铁（magnet）、线圈（kotushka）等几大要素，所以他们将这些词组合起来，将装置命名为托卡马克（Tokamak）设备。

　　后来为了提供更强的磁约束，科学家们提出必须使用超导技术，所以我们研制的这个装置现在就叫做超导托卡马克装置。

　　然而，理论提出来了，实际执行起来却面临着诸多困难。时至今日，托卡马克的概念提出已有70年，但人类仍无法真正实现这一装置。人造太阳还很遥远。

　　1985年，为解决超导托卡马克装置的问题，美、苏、欧、日三国联合启动了“国际热核聚变实验堆（ITER）”计划。2006年，在法国爱丽舍宫，我国代表正式签署协议，加入ITER计划。2020年7月28日，ITER计划重大项目安装启动仪式在法国ITER组织总部举行。

　　在人造太阳领域，我国可以说走在世界前列，多次取得重大突破。最近一次你可能听说的是，2020年12月14日，位于成都的新一代“人造太阳”——中国环流器2号M装置（HL-2M）正式竣工并首次放电.它在内部温度高达1.5亿摄氏度的可怕条件下仍能保持稳定。

　　俗线日，就在我国人造太阳达到新高度后不久，韩国超导托卡马克高级研究中心（KSTAR）人造太阳成功实现1亿摄氏度高温20秒。跑步，这创造了新的世界纪录，再次延长了可控核聚变的时间。显然，这一次还不足以实现稳定供电，但这样的突破还是值得庆祝的，它让我们离可控核聚变又近了一步。

　　可以想象，如果可控核聚变研制成功并投入商业应用，人类面临的能源危机和全球变暖效应将得到完美解决。因此，世界各国都在不遗余力地研究人造太阳，希望早日梦想成真。

　　比起穿越宇宙，长生不老，这种近乎无穷无尽的能量，似乎更接近现实。一些科学家甚至推测，早在2040年，我们就可以使用人造太阳产生的电力。届时，人类科技必将在强大能量的保障下不断突破，实现飞跃。如果科学家们能够研制出体积更小的人造太阳，那么人类飞出太阳系或许就不再是梦想了！

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