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合肥“人造太陽”領跑全球:核聚變照亮能源未來,中國科技再攀高峰

   發布時間:2026-03-15 22:48 作者:顧青青

在人類探索能源的漫長征程中,一場靜悄悄卻意義深遠的革命正在發生。中國科學家在合肥打造的“人造太陽”——全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST),正以驚人的突破向世界宣告:人類距離掌握終極清潔能源的鑰匙,或許比想象中更近。

這項被國際科學界稱為“21世紀最偉大的工程挑戰”的研究,核心目標只有一個:在地球上復現太陽內部的核聚變反應。與傳統能源依賴“燃燒”產生熱量不同,核聚變通過將兩個輕原子核(如氘和氚)在極端條件下融合成較重的氦原子,釋放出比核裂變強大數百萬倍的能量。這一過程不僅不產生溫室氣體,更不會留下高放射性核廢料,其燃料氘在海水中儲量豐富,僅1升海水提取的氘完全聚變后釋放的能量,就相當于燃燒300升汽油。

然而,實現這一目標談何容易。要讓原子核克服彼此間的靜電排斥力完成融合,需要創造比太陽核心溫度高近10倍的環境——1億攝氏度以上。如此極端的條件,沒有任何已知材料能夠承受。蘇聯科學家在20世紀50年代提出的“托卡馬克”構想,為這一難題提供了解決方案:通過超強磁場將高溫等離子體“懸浮”在真空室內,避免與容器壁直接接觸。這一天才設計,讓人類首次看到了在地球上控制“人造太陽”的希望。

中國在這一領域的探索起步雖晚,但進展迅猛。位于合肥的EAST裝置,作為全球首個非圓截面全超導托卡馬克,自2006年建成以來不斷刷新人類對核聚變的認知。2021年,EAST成功實現1.2億攝氏度101秒等離子體運行;次年,又將這一紀錄延長至1056秒,創造了長脈沖高參數等離子體運行的世界新標桿。這意味著,人類首次將“人造太陽”穩定燃燒的時間從“眨眼間”延長至“分鐘級”,為未來商用發電奠定了關鍵基礎。

如果說EAST追求的是“持久”,那么成都的“環流三號”裝置則代表了另一種技術路徑——追求“極致參數”。其等離子體電流可達100萬安培以上,通過更強的磁場將等離子體壓縮至更高密度和溫度,為探索更高效率的聚變反應提供了實驗平臺。這兩臺裝置的協同攻關,標志著中國在磁約束核聚變領域已躋身世界第一梯隊。

在這場與宇宙能量對話的實驗中,中國科學家展現出了令人驚嘆的工程能力。為產生困住1億度等離子體的超強磁場,外部超導線圈需浸泡在零下269攝氏度的液氦中;而在幾米外的真空室內,等離子體溫度卻比太陽核心高10倍。這種“冰火兩重天”的極端條件,對超導材料、真空技術、等離子體控制等提出了近乎苛刻的要求,而中國科研團隊不僅成功駕馭,更在多個關鍵領域實現技術自主。

國際能源署預測,若核聚變技術實現商業化,到21世紀中葉,全球能源結構將發生根本性變革。目前,全球已有35個國家參與國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃,而中國EAST等裝置的突破,正為這一國際合作提供關鍵數據支持。從合肥到成都,從實驗室到國際舞臺,中國科學家用一次次紀錄刷新證明:在探索終極能源的道路上,人類不再是被動的適應者,而是可以主動創造“太陽”的造物主。

 
 
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