▲全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）。（圖／翻攝新華社）
中科院合肥物質科學研究院28日淩晨成功實現「人造太陽」全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）1.2億℃運行101秒的全新世界紀錄。研究人員指出，新紀錄進一步證明核聚變能源的可行性，亦為邁向商用奠定物理和工程基礎。
根據《光明日報》報導，全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）有「人造太陽」之稱，中科院合肥物質科學研究院28日淩晨成功實現了可重複的1.2億℃101秒和1.6億℃20秒等離子體運行。
報導提到，中科院合肥研究院等離子體所去年6月啟動EAST裝置的升級改造工作，曆時一年的升級改造全麵提升了該裝置性能，並在物理實驗中攻克了穩態高功率加熱、完全非感應的高電流驅動、高精度等離子體實時控製、高熱負荷等離子體與壁材料相互作用等係列技術難題。
報導指出，1.2℃度101秒等離子體運行的實現，將去年EAST裝置物理實驗實現的1億℃20秒的世界紀錄提高了5倍，表明EAST裝置綜合研究能力獲得重大突破。
報導提到，上億℃高溫等離子體條件下連續穩態運行是未來聚變發電的必要條件，目前，EAST裝置是國際上唯一具備與ITER類似加熱方式和偏濾器結構的磁約束核聚變實驗裝置，是唯一能在百秒量級條件下全麵演示和驗證國際熱核聚變實驗堆ITER未來400秒科學研究的實驗裝置。
報導指出，核聚變能具有資源豐富、無碳排放和清潔安全等突出優點，是人類未來理想的清潔能源之一，可為實現碳中和作出重要貢獻。實現核聚變發電的兩大難點是如何實現上億℃點火和等離子體穩定長時間約束控製，同時實現上億℃等離子體長時間維持尤為困難，這需要將上億℃等離子體與零下269℃超導磁體、高熱負荷等離子體、壁材料相互作用，在動態精密控製等多項極端條件下高度集成和有機結合，難度和挑戰非常大，此前國際上超過1億℃的等離子體運行最長持續時間為20秒。
報導強調，本次物理實驗成果是對EAST裝置首次在國際上采用全金屬主動水冷第一壁、高性能鎢偏濾器、穩態高功率波加熱、等離子體位形精密控製等一係列未來聚變堆必須采用的關鍵技術的驗證。
細說人造太陽：核聚變一次能產生多少能量？
新浪科技訊
北京時間5月31日消息，據國外媒體報道，在我們的頭頂，有一種源於自然的強大能源——太陽，它距離地球大約9300萬英裏，僅有十億分之一的太陽總能量傳輸到達地球，太陽的能量使地球變成一個充滿生命的世界，太陽每秒向地球表麵傳遞的能量相當於2018年所有發電站的總發電量。
在地球上，人類主要通過收集能量來驅動機器運轉，例如：收集下落的水的能量，在水力發電廠將水的勢能轉化為電能，為了創造能量，人們必須將物質轉化為能量。
鏈式反應
產生能量的其中一種方法是裂變原子，原子是宇宙中所有物質的基本組成分子，因此如何控製裂變原子的鏈式反應，就能產生穩定的能量流，一旦該反應失去控製，裂變原子在一次核爆炸中會同時釋放大量能量。
每個原子的核心，即原子核，是由更小的粒子構成，即質子和中子。將原子核凝聚在一起的作用力存儲了大量的能量，為了從原子核中獲得能量，科學家們提出了一個將重原子分裂成輕原子的過程，因為較輕原子不需要像較重原子那麽多的能量，用於將原子核聚集在一起，能量以熱或者光的形式釋放出來，這個過程叫做核裂變。
當一個原子被分裂時，就開始產生連鎖反應：被分裂的原子會觸發另一個原子產生分裂，以此類推。為了使鏈式反應處於可控範圍，科學家研發了減緩原子分裂的方法，例如：吸收一些分裂的粒子。
核能
核電站收集原子分裂釋放的能量，世界上最大的核電站是日本的柏崎刈羽核電站，它由7個核反應堆組成，最大發電能力大約是8000兆瓦，世界上最大的單個核反應堆是中國台山核電站的兩座核反應堆之間的紐帶，台山核電站的每個反應堆裝機容量為1750兆瓦。
單個核反應堆比不受控製的核反應（例如原子彈爆炸）產生的能量小許多，現今，引爆一顆原子彈是所產生的能量相當於柏崎刈羽核電站半年的發電量。
核裂變過程的一個缺點是產生核廢料，裂變的原子通常不穩定，並產生危險的輻射，更重要的是核廢料需要妥善儲存許多年，一旦釋放到環境會帶來風險。
核聚變
科學家還發現另一種類型的核反應，一種產生能量而不產生核廢料的反應，當兩個較輕的原子結合成一個較重的原子時，失去的質量就會轉化為能量，該過程被稱為核聚變。同時，聚變也會發生在太陽核心，每秒太陽將大約6億噸的氫燃燒成大約5.96億噸的氦，產生的能量相當於數萬億顆原子彈。
然而，在地球上實現核聚變是非常困難的，該聚變僅在極端條件下才會發生，例如：太陽的高溫高壓環境，迄今科學家還沒有有效地證明可控核聚變產生的能量比消耗的更多，但他們正在努力做到這一點，一種方法是用高功率激光從不同方向射向微小的氫同位素微粒。
核聚變將是未來一種非常有前景的能源解決方案，但人們很容易忽視我們的頭頂有一個巨大的核聚變反應堆，這就是太陽，隨著太陽能效率不斷提高，我們甚至不需要再創造其他能源，隻需要捕捉更多的太陽能，就能滿足人類日常所需的能量需求。（葉傾城）
華客新聞 | 時事與歷史：中國“人造太陽”創紀錄 1.2億℃燃燒了101秒 產生了多少能量？