你不知道吧,我们头顶的太阳,其实就是“核聚变反应堆”。
燃烧了46亿年的太阳,向地球输送着光和热,孕育了万物生灵。
现在,中国的科学家们,正在地球上建造自己的“小太阳”。
它就是“人造太阳”可控核聚变装置。
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这听上去像是天方夜谭,但它或许是人类能源问题的终极答案。
从一升海水中提取的燃料,发生聚变反应后释放的能量,相当于300升汽油。
而且整个过程几乎不产生污染。
全球科学家们,尤其是中国科研团队,正在全力攻坚。
现在,人造太阳究竟进行到了哪一步?
中国,又扮演着怎样的角色?
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从跟跑到并跑
如果把人造太阳的研发,比作一场马拉松。
那中国无疑从跟跑者,成为今天的领跑之一。
我们不是单点突破,而是布下覆盖不同技术路线的“大棋局”。
这就不得不提我们的明星装置,中国环流三号(HL-3)。
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不久前,它实现了令世界瞩目的 “双亿度”等离子体运行。
离子温度1.17亿摄氏度,电子温度1.6亿摄氏度。
这个温度,是太阳核心温度的近8倍!
这意味着,我们真正开始燃烧等离子体物理实验,完成聚变点火的关键一步。
如今,它已被确立为国际热核聚变实验堆(ITER)的“卫星装置”。
在安徽合肥,还有一位“功勋老将”,全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”(EAST)。
它有个响亮的名号,“中国的人造太阳”。
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它的主攻方向是 “耐力”。
成功实现了1亿摄氏度下稳定运行近1066秒(约17分钟)的世界纪录。
这个过程中,它衍生出的超导、真空、等离子体技术等,已经孵化出污水处理、新材料等落地应用。
更前沿的是,被称为 “夸父”的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)。
在合肥的厂房里,它的核心部件,重达295吨、高19.5米的 “橘子瓣”真空室已经矗立起来。
未来,将有8个这样的“橘子瓣”合拢,形成一个环形的“燃烧室”。
旁边还有一个蓝色的“超级机械臂”。
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科研人员笑称它“身强力壮能绣花”。
既能吊起数吨重的部件,又能进行毫米级的精细操作。
这一切,都是在为真正发电的聚变堆设计,所做的工程基础。
除了国家队的稳步推进,市场力量也开始崭露头角。
新奥集团的“玄龙-50U”装置、能量奇点公司研发的高场超导磁体等,都在各自的路径上探索。
一个“多点突破、协同推进”的立体研发网络正在中国形成。
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中国的“独门秘籍”
这场能源创新,更是一场全球性的“高科技竞技”。
意大利目标在2030年实现首个等离子体,美国投入巨资加速燃料循环研究,德国启动“聚变2040”计划……
全球私人投资已突破百亿美元。
在这场竞赛中,中国的策略非常清晰,两条腿走路。
一条腿,是深度参与全球最大的“人造太阳”项目,国际热核聚变实验堆(ITER)。
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最近,在法国ITER总部,我国核工业西南物理研究院研发的朗缪尔探针系统,通过了最终设计评审。
这个探针将安装在ITER的“心脏”部位,负责在极端高温下精准测量等离子体的关键参数,相当于装置的“火眼金睛”。
我国承担的这项核心任务,证明了我们的技术实力。
另一条腿,就是坚定地走自主创新之路。
我们不只做参与者,更要成为规则的制定者和未来的开创者。
从“中国环流三号”到“夸父”,我们正在搭建自己的技术体系和标准。
自主创新的道路,绝非坦途。
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中核集团核工业西南物理研究院的专家指出,我们至少还要闯过“四重难关”。
1、等离子体稳态燃烧关。
如何让这团超高温的“火球”稳定、持续地燃烧?
2、材料关。
用什么材料才能承受亿度高温和高能粒子的长期轰击?
3、燃料自持关。
如何实现聚变燃料氚的循环增殖,保证“自给自足”?
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4、工程转化关。
如何将实验室的成功,安全、经济地放大为可商业运行的电站?
面对挑战,中国给出了清晰的时间表。
预计2027年开启燃烧实验,2035年左右建成工程实验堆,2045年左右建成商用示范堆。
这是一张跨度二十年的宏伟蓝图,每一步都脚踏实地。
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人造太阳,改变了什么?
当人们谈论“人造太阳”时,在谈论什么?
它不仅是技术突破,更是对每个普通人生活可能带来变化。
如果聚变能成功商业化,意味着近乎零成本的清洁能源。
电费可能会变得极其低廉,甚至免费。
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那时,困扰我们的雾霾问题,得到根本性解决,天空回归湛蓝。
高耗能的海水淡化,变得轻而易举,淡水短缺将成为历史。
人类或许实现真正的能源自由。
这也将催生一个前所未有的庞大产业链。
超导材料、高性能合金、精密制造、人工智能(用于等离子体控制)、高端装备……
无数前沿领域,将获得强大的发展动力。
我们在这些技术上的投入,就像几十年前投资互联网一样,正在布局未来。
国家原子能机构负责人曾说,中国将与各国携手,让聚变能更好造福人类。
从薪柴到煤炭,从石油到核裂变,我们走得很快。
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但也留下了环境与资源的困局。
“人造太阳”这条路,注定漫长而艰辛。
但正如“夸父逐日”的神话,对光和热的执着追求,刻进我们的民族基因。
今天,一群现代的“夸父”们,正在实验室里,试图解开宇宙的能量密码。
也许在我们的有生之年,真的能看到这样一幕。
一座安静的工厂,没有巨大的烟囱,没有轰鸣的噪音。
源自一掬海水的“星火”,点亮万家灯火。
那一刻,科幻终将照进现实。
素材来源
1.《金台资讯》我国在全球最大“人造太阳”项目取得重要进展
2.《金融界》中国“人造太阳”技术通过ITER设计评审,加速核聚变商业化预期
3.《人民网》“人造太阳”加速商业化意味着什么(瞰前沿·大国重器)
4.《央视新闻》可源源不断产生清洁能源 “人造太阳” 正从梦想走向现实
本文作者 | 柠檬雪
责任编辑 | 淡淡翠
策划 | 淡淡翠
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