近日,中国科学院等离子研究所宣布,我国的超导托卡马克装置“东方超环(EAST)”在全球首次实现了百秒以上的稳态高约束运行模式(相当于稳定“燃烧”了上百秒)。这是一件足以写入人类历史的事情,“东方超环”今天的成就,标志着人类向掌握可控核聚变能的目标又迈进了一大步。

“东方超环”再突破,我国可控核聚变研究到底有多强

那么什么是人造太阳呢?

人造太阳,即国际“热核聚变实验堆(ITER)计划”,是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一,它是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克。

托克马克:一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器,在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场,将其中的等离子体加热到很高的温度,以达到核聚变的目的。

中国“人造太阳”革命性突破,带你深入了解“人造太阳”

托克马克

人造太阳的聚变原理?

人造太阳是通过氘和氚的核聚变反应来产生核能,之所以用“氘和氚”来聚变,是因为在所有的核聚变反应中,氢的同位素---氘和氚的核聚变反应(即氢弹中的聚变反应)是相对比较易于实现的。

氘和氚原子核能产生聚变反应的条件之一,就是氘气氚气温度必须达到1亿度以上(在这温度下的气体叫“等离子体”)。但是超过万度以上的气体是不能用任何材料所构成的容器来保存它。所以具有闭合磁力线的磁场(因为带电粒子只能沿磁力线运动)是一种最可能保存的途径。于是就研发出了“托克马克”这个通过环形封闭磁场组成的"磁笼",从而达到保存或者约束这些在高温情况下的等离子体。

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人造太阳的意义何在?

与不可再生能源和常规清洁能源不同,聚变能具有资源无限,不污染环境,不产生高放射性核废料等优点,是人类未来能源的主导形式之一,也是目前认识到的可以最终解决人类社会能源问题和环境问题、推动人类社会可持续发展的重要途径之一。

而且我国运行了长达101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体,也就是说,保持了101.2秒的超过一亿多度的高温,而太阳中心温度约为2000万摄氏度,是太阳核心温度的五倍多。不得不说这是我国科研上的一次重大突破。