中国“人造太阳”获突破

有容乃大

从渴望飞翔到造出飞机，人类走过了至少数千年；从爱因斯坦的预言到引力波被真切探测到，人类走过了整整百年。“当我们在讨论‘十三五’规划纲要草案的时候，潜心研究的中外科学家们正在为一个伟大梦想——‘人造太阳’执着耕耘。据相关资料，这场‘追梦旅程’从上世纪50年代开始已经进行了半个多世纪，真正投入商用、变成每家每户可以用的电，可能至少还需要几十年。”全国人大代表、中国工程物理研究院研究员许建南14日接受记者专访时说。

“‘人造太阳’指通过可控热核聚变的方式给人类带来几乎无限的清洁能源。”许建南说。


　中物院公布“聚龙一号”鉴定试验成功：24路强大的电能分别沿12个方向，从五千立方米的空间压缩汇聚于仅数个立方厘米的中心靶区，产生率数十万亿瓦（瞬时功率相当于数倍的全球电网功率）的软X射线！聚龙1号实验装置放电瞬间。

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太阳的光和热，来源于氢的两个同胞兄弟——同位素氘和氚，在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是“模仿”这一过程。

　　目前，人类核电站有序利用的核能都是核裂变过程——由较重的原子核裂变成较轻的原子核，从中获得释放的能量。单位质量释放的能量轻核聚变比重核裂变要大数倍。

　　“有专家考证：如果不是最早，起码较早提出‘人造太阳’解决人类能源问题的是一位苏联年轻少尉。这个高中学历的‘大男孩’在1950年提出这个‘空想’时，苏联科学家们没有笑话他，而是科学审慎分析了它在理论和实践中的可行性。历史证明，很多改变世界的伟大科学发现科技进步，源自勇敢的‘空想’、睿智的呵护和执着的追求。”许建南说。

　　科学家们做了哪些科学探索？

　　聚变能源，是人类梦寐以求的安全经济高效持久能源。

　　全球科学家们研究实现可控热核聚变的路径主要有两种：磁约束聚变和惯性约束聚变。前者，又称托卡马克，通过强磁场较长时间约束高温稀薄等离子体使之发生聚变反应。例如，目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一的“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”。后者则利用多种高能量驱动方式形成高温高压环境，使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧，从而释放出巨大的能量。

　　氘和氚是取之不尽的能源。海洋中大概蕴藏了40万亿吨氘，理论上如果全部用于聚变反应，释放的能量足够人类使用几百亿年。

　　“它难以比拟的优势是：安全、清洁、高效和资源充足。”许建南说。

　　中国科学家参与、贡献几何？

　　磁约束聚变和惯性约束聚变两种技术路径，中国科学家都有深度参与和不菲贡献。

　　美、法等国20世纪80年代发起ITER计划，中国后来成为参与国之一。中科院合肥物质科学研究院和位于成都的西南物理研究院是主要承担单位。

　　中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置EAST在今年1月底的实验中，成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这是国际托卡马克实验装置在电子温度达到5000万度时，持续时间最长的等离子体放电，是重要的阶段性研究进展。

　　“祝贺中科院研究人员取得的突破。中物院也是‘人造太阳’的追梦劲旅。惯性约束聚变研究由我国著名科学家、曾担任我院副院长的王淦昌先生在上世纪60年代，与国外科学家同期独立提出。我国氢弹元勋、国家最高科技奖获得者于敏先生也是惯性约束聚变技术路线的倡导者。”许建南说。


神光Ⅱ装置是由中国科学院、中国工程物理研究院、国家“863”计划支持的大科学工程项目。该装置是目前中国规模最大、国际上为数不多的高性能、高功率固体激光装置，是中国中近期惯性约束聚变重要实验平台。 2001年12月底，神光Ⅱ装置通过了中国科学院、中国工程物理研究院联合主持的鉴定与验收。原文配图：中国“神光”惯性约束核聚变实验装置，这一装置对于研究核聚变的规律有着重要的意义。

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过去几十年里，中物院和上海光机所等单位不断冲击世界先进，逐步建立了独立自主的惯性约束聚变研究体系，建成神光I、II和Ⅲ激光驱动装置，聚龙一号电磁驱动大型科学实验装置。许建南说，其中，聚龙一号输出电流达到800至1000万安培，电流脉冲上升时间小于千万分之一秒，瞬间功率超过20万亿瓦，相当于全球平均发电功率的2倍。

　　2015年在北京举行的首届国防科技工业军民融合发展成果展上，聚龙一号作为“未来理想能源——‘瓶中的太阳’”首度亮相，让公众了解到军事应用为牵引研制的大型科学实验装置如何在民用领域发挥作用。

　　“人造太阳”距离商用还有多远？

　　中外科学家在聚变装置科学实验和工程技术上取得了重要阶段性成果。有专家预计，聚变能商业化有可能在约30年后实现。

　　“人造太阳”，科学家百年“追梦旅程”。期待“人造太阳”早日持续安全地“普照大地”。

神光Ⅱ装置是由中科院与中物院联合研制的一台高能量聚变激光器，8束激光输出，输出口径Φ240mm，输出能量总和6KJ/1ns，最高输出功率1013W。装置1994年开始建设，2000年建成。此装置是通过使激光经聚焦达到高量级的光强。

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拿来忽悠忽悠老百姓还是很好使的！