人造太阳

聚变能源，是人类梦寐以求的安全经济高效持久能源。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。

2016年2月10日，中国新一代“人造太阳”实验装置(EAST)辅助加热系统工程通过国家发展改革委组织的国家重大科技基础设施验收。这标志着EAST装置完成了重大升级改造，其科研水平已达国际磁约束聚变装置的最前沿，成为未来五年世界上最有能力实现400秒长脉冲高性能放电的聚变装置之一。

中科院合肥物质科学研究院等离子体所专家李建刚介绍，EAST辅助加热是国家发展改革委重大科学工程项目，于2011年11月开工建设，工程目标为建设4兆瓦中性束加热和4兆瓦低杂波电流驱动系统。

经过认真审议和充分讨论，验收委员会认为，EAST辅助加热项目组经过长期的艰苦努力，在自主研发过程中，突破了一系列关键技术难题，设计、研制了关键部件，建成的辅助加热系统其输出功率、运行脉冲长度等参数均达到或超过设计指标，拥有完全独立知识产权，其中“低杂波系统性能达到国际领先水平，中性束系统达到国际先进水平。”

“在此基础上，EAST将具有运行在1兆安电流、中心电子离子温度之和达到1亿摄氏度的高参数等离子体的能力，从而可以在EAST上开展与先进聚变反应堆密切相关的最前沿性的探索研究。同时能为国际热核聚变实验堆(ITER)安全运行和稳态实验提供强有力的支持，从而使我国在稳态高性能等离子体物理的科学研究计划中处于世界前沿地位。”李建刚说。

EAST是由中国独立设计制造的世界首个全超导核聚变实验装置，其科学目标是为ITER计划和中国未来独立设计建设运行核聚变堆打下基础。

李建刚介绍，EAST的建成和投入运行仅仅是整个科学计划的第一步，要实现EAST的科学目标，尚需建设电流驱动和高功率辅助加热系统。

“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。”2016年3月14日，全国人大代表、中国工程物理研究院研究员许建南接受新华社记者专访时说。

目前，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。

美、法等国20世纪80年代发起ITER（国际热核聚变实验堆）计划，中国后来成为参与国之一。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，中国科学家都有深度参与和不菲贡献。

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2016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。

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800万至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”不是在地球上造个太阳

“‘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。

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。

“有专家考证：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。