中国突破聚变关键技术，为太阳安装防火墙，人造太阳是什么？

　　可控核聚变，您了解多少呢？
　　中国自古就有夸父逐日地传说。太阳光每秒钟向地球输送的能量，就相当于燃烧500万吨煤的产生的热能。如今，全球的核科学家们正在研究一种类似太阳的装置，这项实验被称为国际热核聚变实验堆，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国七方共同参与建造，被誉为全世界最大的人造太阳。
　　核聚变不同于裂变，无污染无辐射。这次由中国率先突破的核心部件是被誉为太阳防火墙的增强热负荷第一壁。这标志的着中国突破了增强热负荷第一壁这一关键技术，不仅为我国自主掌握关键技术、展现大国担当做出了贡献，也为人造太阳计划提供了中国智慧和中国方案。
　　其实，从去年开始，中国在人造太阳项目上，就显示出不凡实力。成功实现了可重复的1。2亿摄氏度101秒和1。6亿摄氏度20秒等离子体运行，将原纪录延长了5倍！如今，又取得如此成果，这也让中国核科技大放光彩。
　　虽然是国际合作，但当年中国启动人造太阳的时候，超导等关键技术一直掌握在少数发达国家手中，向外国购买超导材料吃尽了苦头。随着在热核聚变领域不断取得突破，中国核科技正在发出了自己的声音。
　　那么，人造太阳到底是什么？为什么世界各国都不遗余力地进行研究。而它的出现，又能解决哪些能源问题呢？本文，我们就来看看这些问题，科普一下人造太阳。全文约2000字，预计阅读时间10分钟。1、人造太阳是什么？
　　人造太阳在科学界有统一的名称托卡马克。它是环形、真空室、磁场和线圈的俄语缩写。从名称上也能看出，人造太阳是环形真空室，其中遍布着强大的磁场，控制着其中无数的带电粒子。当温度极度高时，其中氘、氚原子核的猛烈撞击，生成氦原子并释放中子和大量能量，形成核聚变。
　　那么，人造太阳有哪些特点呢？
　　（1）无实物接触
　　人造太阳是一个环形真空场。各种带电粒子被其中的磁电等场力约束，没有没有任何实物可以直接与其接触。远远望去，确实非常像一个人工太阳。
　　（2）高温
　　人造太阳需要一亿度以上的温度，才能使氘、氚混合气体发生聚变。这种高温下想要约束这些等离子体并实现可控，是非困难的事情。而高温是目前人类实现聚变必不可少的前提条件。
　　（3）清洁
　　核聚变不仅原料取之不尽，用之不竭。而且聚变过程产生的辐射很少，放射的时间短。即便是发生了意外，只要破坏了发电室，聚变就结束了。远远比裂变安全，是真正的清洁能源。
　　2、人造太阳与真太阳有何区别？
　　人造太阳并不等于小太阳。其实，两者还是有非常大的区别的。严格的角度来说，人造太阳是模仿了太阳的聚变反应，但调整了反应配方，其实比真正的太阳更合理，更高效。其区别主要分为如下几个方面。
　　（1）功率不同
　　太阳的体积非常之巨大，如果人造太阳的功率等同于太阳，那恐怕地球都放不下。所以，科学家在制造人造太阳时，并没有完成参考太阳的标准，反而是尽量减小体积，增加功率。
　　（2）反应物效率不同
　　在太阳核心，氢元素主要是以单质子的氕的形式存在。这种反应物导致太阳核心的聚变效率很低。如果模仿这种方式的聚变，人造太阳就会失去基本的应用前景。因此科学家使用氘、氚混合气体完成聚变，大幅度地提高了聚变效率。
　　（3）温度不同
　　人造太阳的核心聚变材料与太阳不同，进而也使两者的温度产生了天差地别。而人造太阳的温度远远高于太阳，达到了恐怖的一亿摄氏度。这是更高效率聚变所带来的新增条件。但也使得人造太阳的聚变更加合理，效率更加高。
　　3、太阳其实没有想象中的热
　　谈到了真正的太阳，就不得不说说太阳的温度。其实，太阳远没有我们想象的那么热，太阳的表面温度是5500摄氏度。这个温度，在核物理领域其实是非常低的。想要达到这个温度是非常容易的，我们日常所见的电焊电弧，温度就在6000摄氏度左右。
　　太阳正在的高温在其核心，其核聚变的温度基本在1500万摄氏度左右。这个温度只有人造太阳的十分之一，功率密度只有每立方米276。5瓦。也就是说，太阳核心的功率密度只相当于人体发热的2。8倍。这个发热功率低到你不敢相信。
　　而太阳之所以能为整个太阳系提供动力，只因为其体积实在是太大了。这个角度来说，人造太阳是远超于真正的太阳的，这是一种真正的创造，而非简单的模仿。太阳从50亿年前开始核聚变的那一刻起，就没有从外界摄取过任何能量，但它还能再燃烧约50亿年。所以，太阳是够大，但其实没有那么热。
　　4、人工可控核聚变
　　搞清了太阳的原理，你就会发现人造太阳是真的伟大。不仅要在效率上产生质变，还要实现整个过程的人工可控。这是非常困难的，但人类控制聚变在这条路上，已经行走了半个世纪。
　　氢弹就是聚变不可控的标准实例。而前苏联的科学家一度希望控制氢弹，他们还提出了著名的氢弹发电法。将大山的体内挖空，再将氢弹置于其中并引爆，其产生的巨大能能量可以慢慢引出，用于发电。这种极富创造力的发电方式在科学角度上是具备条件的，只是没有任何一个国家愿意实践。
　　除了人造太阳，2021年，美国还利用惯性约束装置促成核聚变。这个装置有三个足球场大，通过一系列的控制，成功将192束总能量为1。9兆焦的激光在20纳秒内聚焦到一粒胡椒大小的核聚变材料上，释放出1。35兆焦的能量，输出能量达到输入能量的70，这已经非常接近能量的平衡点了。
　　目前，最可能实现可控聚变的，就是人造太阳。其目标就是轻松控制核聚变的输出能量达到输入能量的10倍左右。这样，用之不竭的人造太阳能就会出现在我们的生活中了。
　　5、结语
　　人类科技前行的步伐永不停止，而人造太阳一定会有出现的一天。中国作为当今世界数一数二的大国，更应该在可控聚变上寻求突破。人造太阳不仅是一项科研实验，更是大国重器。幸运的是，我们现在已经取得了多次重大突破。
　　加油吧，我的国，希望在有生之年，看到属于中国自己的人造太阳。
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