原标题:合肥“人造太阳”，7000万℃运行17.6分钟，水平如何？

如果有一天太阳熄灭了，我们该怎么办？想象一下，地球一片黑暗，植物无法进行光合作用，地球气候陷入疯狂，人类处于这样的毁灭状态？当然不是。宇宙中的太阳已经熄灭了。我们还有一个人造太阳。

太阳是一个巨大的火球。

与其说是人造太阳，不如说是可控核电站。它模拟现在太阳的工作原理，进行核聚变反应，释放大量能量。太阳的能量大部分是以热能的形式散发出来的，人造太阳可以转化为人类想要的能量。有了它，我们不仅不用担心有一天能量耗尽，也不用担心太阳熄灭。那么，什么是人造太阳呢？

人造太阳的想象

太阳

它是宇宙中一颗普通的恒星。无论它的大小、质量还是位置，都没有什么特别之处。甚至它的年龄也不算太大。46亿岁了，还是一颗壮年的年轻恒星，还能燃烧50亿年左右。

旋转的太阳

太阳表面温度高达6000摄氏度，内核1600万摄氏度。这些能量从何而来？不会是太阳升温空？太阳散发的热量来自它的氢能源。没错，整个太阳系最重的天体，占质量99%以上的太阳，其实是最小的氢。

太阳的内部结构

氢是宇宙第一元素，也是元素之王。之后，一切都是在它的基础上形成的。宇宙中元素的自然合成会一直持续到第26到28个元素，再往前就更难了。可以说，没有氢，就没有后来的整个元素周期表。氢的原子结构最简单最原始，一个原子核，一个电子。但是可以结合成一个新的原子——氦原子。

氢原子结构示意图

这种小原子结合成大原子的过程叫做核聚变，这也是太阳发出光和热的主要原因。太阳是一个巨大的核反应堆，无时无刻不在进行聚变反应。知道了它的原理，人类就可以模拟一个太阳能加热系统。氢是地球上最丰富的元素。早在1939年，人类就已经知道了原子核的能量，进而解锁核聚变，制造出氢弹。作为未来的主要能源，人造太阳计划自然被许多掌握核技术的国家提上日程。

核聚变过程

人造太阳

人造太阳的性质是热核聚变实验堆，属于核技术范畴。很多人一听到核能就脸色变得难看，因为这是一项可怕的技术。它的确能带来化石能源无法比拟的能量，但同时，它的破坏力也是有目共睹的。

包括核辐射的α粒子、β粒子、γ射线和中子射线。

核技术最可怕的是辐射，而且这种辐射不会在短时间内消散，而是会长期残留在空气体和建筑物中，任何有机生命体都会在辐射中遭遇基因突变。这种突变是不可逆的，直接改变了一些生物的外部特征，引起奇怪的疾病。人类历史上发生过两次严重的核辐射事件，一次是二战中的广岛和长崎，第二次是前苏联的切尔诺贝利核电站事故。

切尔诺贝利核电站事故

那么，人造太阳是人类在自掘坟墓吗？当然人造太阳用的是核聚变技术，原料是氢原子。原子弹和一些核电站使用的核裂变技术是由重原子铀和钚制成的，它们本身就具有污染性。

人造太阳采用可控核聚变，而不是简单核聚变，即可以随时启动和停止。海水中可以提取氢气，真的是无穷无尽。

太阳的人造核心是全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)，是前苏联在20世纪50年代发明的。它是一个环形磁约束受控装置，在其上可以进行核聚变反应，相关结果以短脉冲的形式产生。如何进行连续反应是克服的关键。在装置内部的真空空室中加入氢同位素氘或氚，然后运转装置，然后产生等离子体。核聚变反应高速发生。

全超导托卡马克装置

人造太阳的利用率只有7‰，是所有能源中最低的，但产生的能量却是惊人的。一升海水参与核聚变产生的能量相当于300升左右的汽油。更重要的是，原料易得，没有限制。铀、钚等裂变物质不仅在地球上稀有，而且有害，因为它们本身就是放射性元素。

重大突破

2021年12月30日，中国科学院合肥研究所传来喜讯。中国人造太阳能装置在7000万℃下持续了17.6分钟。这是世界上第一个人造太阳能装置，它产生的脉冲超过一千秒。这是世界上最先进的水平！

EAST全超导托卡马克核聚变实验装置主机

如前所述，人造太阳的核心是全超导托卡马克核聚变实验装置，只能产生短脉冲，各国研究所都想延长脉冲时间。20世纪90年代，欧盟、美国和日本相继在这方面取得进展。中国在安装人造太阳方面起步较晚。一开始只能把前苏联的T7改成HT-7。

2000年，中国全超导托卡马克核聚变实验装置计划开始筹备和实施。经过近10年的努力，我们终于有了自己的核心器件。

全超导托卡马克核聚变实验装置

因为这个装置是圆形的，所以中国的人造太阳也被称为东方超级环。2006年建成投入运营。它是世界上第一台非圆形截面的全超导托卡马克核聚变实验装置。建成仅三年，2009年，东方超环第一轮物理放电实验成功。

2016年，该装置打破了5000万℃高温的世界纪录。后来又创下新的世界纪录，可重复1.2亿℃101秒，1.6亿℃20秒。在此之前，世界上同类型的装置在1亿℃左右的温度下只能维持20秒。

中国人造小太阳模型

东方超级环只有国际热核聚变试验堆(ITER)的1/3左右，高11米，直径8米，重400吨。这一次，它能够在7000万摄氏度下运行17.6分钟，打破了2012年自己创造的411秒的世界纪录。不仅对中国未来的核聚变反应有帮助，对世界其他国家的研究也有借鉴意义。

东方超灵概述

东方超级环是可控核聚变中的发电技术，不使用放射性元素，因此不存在核裂变反应的危险。如果实验过程中出现意外，只要降低温度和压力，反应过程就会立即停止，就这么简单。这一次，刷新纪录，使中国直接进入世界领先水平。然而，我们没有止步于此。中国将建造新的人造太阳，预计2035年正式投入运行。

未来意义

为什么中国要花这么多精力和金钱在人造太阳上？这是因为，在能源紧缺的今天，谁先掌握了新能源技术，谁就掌握了未来。

中国每年用电量约为7.2万亿千瓦时，其中火力发电占总发电量的70%以上，这意味着中国必须燃烧大量的化石能源，不仅消耗我们的资源，还会产生大量的二氧化碳，污染环境。如果使用人造太阳，虽然它的利用率只有7‰，但它的优势是取之不尽的。

当今世界，化石能源日益紧张，环境进一步恶化。西方国家为了能源撕开了丑陋的面孔。然而，它仍然在地球之上。只要人类不离开地球，能源枯竭的危险就需要全人类来承担。找到可以替代煤炭、石油和天然气的新能源是关键。在所有的新能源中，核能是目前最有可能取代传统化石能源的，唯一的缺点是人们对它还处于研究状态。

核能发电

人类的核武器属于可控核聚变，人造太阳属于可控核聚变，安全性提高了很多。还有，人造太阳的技术不仅可以用来发电，还可以用来导航空太空飞行，成为真正的核能。能源一直是制约人造飞船的一个关键。先用航空空煤油空发射，进入太空后再用太阳能空。只有在远离太阳的时候才能使用。

中国的“人造太阳”装置

目前的核电池技术只能说是处于初级阶段，所以人造飞船运行一定时间后，会出现电量不足的情况。比如航海家号很多部件已经停止使用，就是为了省电，把能量用在刀刃上。然而，科学家悲观地预测，它将在一段时间内与人类完全失去联系。

如果人类能够克服人造太阳的困难，就可以把这项技术应用到下面的探测器上。那么飞越太阳系就不再是一个无法实现的梦想。我们需要的只是花时间等待。

疾驰的太阳系

隐隐有些担心

虽然人造太阳采用核聚变反应技术，比核裂变更安全，但并不代表百分之百没有任何问题。它模拟太阳。除了热，太阳还发出大量辐射。不然人类为什么不能晒太久太阳，不然会得皮肤癌？即使臭氧层阻挡了大部分紫外线，仍然无法消除其对人体的危害。

紫外线

人造太阳既然是人类模拟的，必然会有负面影响，但目前还处于实验阶段，很多问题还没有显现出来。当然，我们不能等到它投入使用后出现问题，就会造成不可挽回的损失。所以现阶段的研究并不能说明未来的一帆风顺。即使中国科学家打破纪录，他们也很低调，因为他们知道未来还会有更多的困难需要克服。

核聚变就是把氢同位素的原子结合成氦原子，最后的“废物”就是氦原子。但是，在这个反应中，氢同位素氘和氚不会被充分利用和反应。

要知道核聚变的利用率不到1%，也就是说参与反应的水中总有氘和氚原子残留，具有放射性。一旦这个水不小心漏出来，后果会很严重。它会迅速扩散到海洋的每一个角落，如果流入地下水，将直接威胁到人类的生存。

人类能源的最后希望在于人造太阳，这也是我们能否达到一级文明的关键。我希望在不久的将来再次听到好消息。回搜狐多看。

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