中国人造太阳创造新的世界纪录是什么

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中国人造太阳创造新的世界纪录是什么?

4月12日21时，有“人造太阳”之称的全超导托卡马克EAST装置获重大成果，实现了高功率稳定的403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，创造了托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录。

EAST装置取得的重大创新成果，为国际热核聚变实验堆ITER运行和我国自主建设运行聚变堆提供了重要的实验基础。

中国人造太阳实现重大突破

第122254次实验!4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。

这是实验成功后的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅(4月12日摄)。新华社记者 黄博涵 摄

“一团耀眼的白光从山脉尽头升起……”在科幻小说《三体》中，太空飞船核聚变发动机发出的光芒如同太阳。利用核聚变等技术，人类走出地球家园，成为真正的太空文明。

万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热，是因为内部的核聚变反应。核聚变能源的原材料在地球上极其丰富，且排放无污染，如果能造一个“太阳”来发电，人类有望实现能源自由。

但要造出能实用的“人造太阳”，需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流，挑战极大。为此，全球科学家们已努力70多年。

形如“巨炉”，一腔“热火”胸中涌。EAST作为国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制。

4月12日晚，经过十几年聚力攻关，EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，刷新2017年的101秒世界纪录，实验现场一片欢腾。

“Shot:122254。”EAST控制大厅屏幕上的数字显示，这是历经十二万多次实验取得的成功。

“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说，高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升，“这为提升未来聚变电站的发电效率，降低成本奠定了坚实物理基础。”

据悉，EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项，汇聚“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一炉，共有上百万个零部件协同工作。这次成功突破，离不开等离子体控制、加热、壁处理、先进诊断等技术提升和内真空室改善。

目前，下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆已完成工程设计，未来瞄准建设世界首个聚变示范堆。

中国人造太阳详细介绍

新一代“人造太阳”装置

核心部件都是中国自主设计制造

中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所副所长钟武律接受《环球时报》记者专访时表示，“‘人造太阳’以其资源丰富、环境友好和固有安全性等优势将成为人类未来的理想能源，也是能最终解决人类社会能源与环境问题的有效途径，对我国经济社会发展、工业建设具有重要战略意义。”

但相较于核裂变原理在核电站中的成熟应用，人类想要“驾驭”热核聚变反应，却面临着诸多难题与挑战。

钟武律介绍称，核聚变发生的条件非常苛刻，这个过程首先需要在极度高温的条件中进行，“原子核必须具备足够高的动能，如温度达到上亿度，才能克服原子核间的库伦排斥力，相互靠得足够近，以便让短程核间吸引力发挥主要作用”。此外还需要创造等离子体高密度的条件，“氘氚原子核的密度足够高，才可以提高原子核之间碰撞而发生核聚变反应的概率”。而想要实现可控核聚变还需要维持一个较长的能量约束时间，“将高温高密度的核反应条件维持足够长的时间，才能使核聚变反应得以持续进行”。

在钟武律看来，虽然核聚变的原理说起来简单，但开发核聚变能却是对人类的科学与技术极限的挑战，因为这要求在人工控制条件下，等离子体的离子温度、密度与能量约束时间“三乘积”必须达到一定值。在科学上，将维持核聚变反应堆中能量平衡的这个特殊条件被称为“劳森判据”。“只有核聚变反应释放出足够多的能量，才可维持核聚变反应堆的运转并有可观的能量输出，使聚变反应持续进行。”

根据中国核能发展“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略，中国的目标是自主研发核聚变能反应堆。其中，新一代“人造太阳”是我国开发核聚变能的重要举措，它标志着我国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，将为下一步我国自主设计、建造聚变堆奠定坚实基础。

钟武律介绍称，新一代“人造太阳”是我国目前规模最大、参数能力最高的磁约束核聚变实验研究装置，它采用先进的结构与控制方式，等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿度，能实现高密度、高比压、高自举电流运行。该装置同时也是目前国际上首个具备在兆安培等离子体电流下实现多种先进偏滤器位形能力的核聚变先进研究平台。“装置的核心部件都是中国自主设计制造，它是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置，也是我国消化吸收世界最大国际合作项目之一——国际热核聚变实验堆(ITER)技术不可或缺的重要平台。”