据@中国核工业集团有限公司消息，中国#人造太阳#环流器二号M装置将于今年建成，有望将电流从我国现有装置的1兆安培提高到3兆安培。一公升海水里提取的氘，在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量，是可供人类使用上百亿年的未来终极能源。

攻坚此项研究的中国科学家坚信：“如果将来有一盏灯会被聚变之能点亮，我相信这盏灯一定、也必须在中国！”

人造太阳：受控的核聚变装置

大家都知道太阳，但什么是人造太阳？看过钢铁侠的人都知道，钢铁侠里面有一个人造太阳叫托卡马克，像一个磁线圈一样。如果把气体加热到上亿度，它就会发生聚变，可以像太阳一样发出巨大的能量。

如果是现实版的托卡马克的话，中国有两个人造太阳，一个在合肥，另一个在成都。

太阳为人类产生了很多光和热，万物生长靠太阳。我们想要实现聚变，一个不可控因素就是氢弹。氢弹不能轻易地爆炸，要用原子弹去把它点一下，点到上亿度以后才有可能发生爆炸。

为什么要人造一个太阳？

那么怎样能够实现人造太阳？要把上亿度的温度装到任何容器上都会顷刻之间烟消云灭。于是科学家就想了一个办法：把一团火球——上亿度的等离子体，用磁的方法把它悬浮起来，跟周边的任何容器材料不接触，这个时候就可以把它加热、控制，进而造出太阳。它的模样就像你们吃的甜圈圈。

用这些非常复杂的仪器把上亿度的东西放在中间持续地加热，讲讲很容易，但实际操作非常难。

首先我们需要巨大的磁场，这个磁场要比地球南北级的磁场高两万倍以上，磁场越强越容易收得住。人类之所以没有遭到来自太阳风这种粒子的损害，主要就是靠磁场把这种带电粒子无形之间屏蔽起来。

所以现在要做的就是产生比地球高上万倍的磁场，让这团气体悬浮起来。用的燃料是什么？是海水里面氢的同位素——氘和氚。海水里面的氘有多少呢？它可以让一千个电站使用上百亿年，也就是说该资源是无限的。如果用爱因斯坦的公式计算的话，一杯水里面产生的氘和氚是E=mc2 ,相当于300公升汽油。

它的好处在哪里？首先它没有高放的废料，而我们现在用的裂变电站都是化石燃料，尤其是235，238。一旦发生事故，就会有长达上百万年的放射性废料。

聚变的产物是什么？就是能源中子和氦气。氦气是非常清洁的，为什么说聚变是固有的安全性？它导致事故的概率非常小，只有同时碰到地震和海啸才有可能发生，或许上万年才会出现一次。但现实中最有可能发生的不是这个，而是恐怖分子——可能恐怖分子开个飞机就把它炸了，但聚变电站不怕，因为它聚变的产物就是氦气，只要一停机就没有了。

总结一下，作为资源来讲，它是无限的同时又是清洁的，所以长期以来被科学家认为是未来人类终极能源之一，可以大规模生产。未来可能有20%的可再生能源，但最大规模的一块，即80%一定是靠聚变来维持的。

这个太阳怎么造？

一个一百万千瓦的电站，上海一年大约只需要两个。聚变电站需要多少东西呢?一年一个电站只需要一百公斤的重水和锂；如果换成煤电站的话,一个一百万千瓦的电站需要50万吨煤；如果是核电站的话就需要30吨。

▲聚变堆工作原理 图片来源于李建刚

这就是聚变电站的原理。首先你要有磁笼子，用它形成一个等离子体，再用非常高的温度把它加热到上亿度，加热到上亿度以后就会产生氦和中子，中子就跑到包层材料里进行加热。加热以后，我们通过水把它转换成蒸汽，再通过蒸汽把电给发出去。这就是一个简单的聚变发电原理。

人类在这个方向一共做了50年，进展还是挺大的。我们知道，计算机每1.8年CPU的速度翻一倍，而聚变的发展速度基本上能做到跟它一样快，甚至比它快两个月，差不多16-17个月左右的时间，它的综合参数也能够翻一倍。

聚变最大的问题就是离实现还很遥远，没有像计算机这样家喻户晓。但可以说，聚变在过去50年中已经发展得非常非常快了。几个代表性的成就是在一些发达国家，像美国、欧洲和日本，他们在一些大装置上都同时实现了可控的核聚变。

从能源的需求来讲，中国比任何一个国家都需要能源。上世纪90年代初我们提出这个想法，在全世界率先做一个全超导的托卡马克叫“东方超环”，能够长时间地做到上亿度，比太阳心部的温度还要高五六倍！

在九五大工程的国内一百多个提议中，该提议终于胜出，然后我们就开始做这样的装置。

▲核导 图片来源于李建刚

60年内实现商用

未来中国的聚变到底怎么做？咱们的聚变到底什么时候才能实现？

我们现在正在做实验装置、参加ITER，但是希望十年以后能建造中国自己的工程堆，这样才能够验证发电。有了这个东西以后，在50年到60年之间就能商用化。

这是中国科学家设计的中国工程聚变堆，里面有一个主机装置。这个设计象征着大鹏展翅腾飞，象征着人类追求聚变的梦想，象征中华民族腾飞的梦想。

经过二三十年的努力，真正的人造太阳会冉冉升起，对中国来讲，聚变的需求比任何一个国家都急迫。

50年前，人类就有个梦想——希望实现人造太阳。希望让没有被文明照亮的地方被聚变能点亮。

作为中国人，希望第一个聚变电站是最好的，而且要建在中国。

编辑：沈湫莎

责任编辑：顾军

来源：SELF格致论道讲坛”公众号、环球时报