北京
在地球上“种个太阳”，听起来像是天方夜谭。
但今天的科技，正在加速渲染我们想象中的场景。“人造太阳”，也就是可控核聚变，就是模拟太阳发光发热的原理，为不远的未来提供新的能源解决方案。
在全国多地，新一代“人造太阳”装置正在加快建设，围绕装置形成的科研、工程和产业空间也在同步扩展。
No.1
“人造太阳”如何工作
1
产生等离子体
将含有氘、氚的气体燃料注入“人造太阳”的真空室内，并将其加热到上亿摄氏度，使气体中的原子失去电子，形成由自由电子和离子组成的等离子体（高度离子化而整体呈电中性的物质状态，是固态、液态、气态之外的第4态）。
2
磁场约束
在托卡马克装置中，等离子体电流和外部磁体线圈共同作用，会产生螺旋形的强大“磁笼子”，将高温等离子体约束在其中，使其稳定存在。
3
维持聚变反应
在“磁笼子”约束下，当等离子体的温度、密度和约束时间这3个参数的乘积，即聚变“三乘积”达到一定值时，氘、氚之间的热运动速度足够大，能克服它们之间的电荷排斥力，发生聚合反应，生成氦原子核和中子，并释放出巨大的能量，从而实现持续的核聚变反应。
No.2
大规模利用核聚变发电
需要突破哪些技术难关
1
难关一：温度
聚变能是宇宙的能源，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，不断地向外辐射能量，向地球输送能源。太阳之所以能持续为地球提供光和热，关键就在于太阳内在源源不断地进行核聚变，若我们要利用“人造太阳”完成一次核聚变，装置的初始点燃反应至少要达到1亿摄氏度（太阳核心温度的6倍以上），后续的运行还要消耗大量额外能量，并且设备复杂、维护难度大、成本极高。
2
难关二：材料
目前，如何让等离子体保持稳定状态，如何研制出能承受高能中子轰击及高热量负荷的材料，如何生成足量的氚以满足聚变带来的消耗，是科研人员在磁约束核聚变领域面临的3大科学与技术挑战。
因此，要想在日常生活使用核聚变产生的电能，人类还有很长的一段路要走。
未来某天，也许以核电为供应能源的灯会照亮全球的各个角落，并让天空更加澄澈……如果你是未来能源规划师，你认为核聚变实现商用后，最想用它改变生活的哪个方面？是打造“无限电力城市”，还是驱动星际探索？欢迎在评论区写下你的“聚变梦想”！
责任编辑 | 赵青云
运营编辑 | 赵青云
质量审核 | 李雅欣 原飞燕
图片来源 |《知识就是力量》杂志，原文《硬“核”通往无垠未来》，撰文 / 陶奇伟（中核核电运行管理有限公司(秦山核电)、柴子曈（中国矿业大学），原文有删改，原创作品转载请注明来源。
知识就是力量
现订购2026年
定价360元
把一整年的知识抱回家！
特别声明：以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布，本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.
