中国科学家是如何掌控这种毁灭性能量的呢的？

人类生存需要大量的能源，比如电能，它来自于能量转换，包括化石能源、太阳能、水能、风能、核能等。化石能源是不可再生的、有限的能源，而太阳能、风能等不稳定，核电站也有其弊端和风险，不能大规模建设。

现在，科学家们希望利用太阳通过核聚变反应释放光和热的原理，为人类开发源源不断的清洁能源。 因此，地球上以探索清洁能源为目的的可控核聚变装置也被形象地称为“人造太阳”。

来源：北京市科学技术协会

4月12日21:00，被誉为“人造太阳”的中国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）以稳态高约束模式成功运行等离子体403秒中国人造太阳有突破，刷新101- 2017 年第二项记录。秒世界纪录。 这一重大突破将加速科学家对等离子体物理学的认识和研究，为实现可控核聚变发电迈出坚实的一步。

EAST不断突破

地球上的大部分能量来自太阳的核聚变反应。 能否在地球上“种下太阳”，获得源源不断的能量输出？

50年代，苏联科学家提出了一种环形磁约束聚变装置，称为“托卡马克”。 熟悉的“钢铁侠”胸前有一个托克马克装置。

托卡马克装置磁场配置图来源：等离子研究所

此后，各国陆续开展了相关研究。 由于研究难度大，20世纪80年代，多方共同提出建造世界上最大的“人造太阳”装置，ITER项目全球共建拉开帷幕。

“人造太阳”的学名是全超导托卡马克核聚变实验装置，简称EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）。 变压器的原理使其产生等离子体，然后不断增加密度和温度，从而引起聚变反应中国人造太阳有突破，反应过程中会释放出巨大的能量。

那么中国科学家是如何利用这种破坏性能量的呢？

2006年9月28日，中国完成了世界第一台全超导非圆截面托卡马克核聚变实验装置首轮物理放电实验，标志着中国从此成为世界核聚变大国。

2016年2月，我国“人造太阳”物理实验又取得重大突破，实现了世界上最长电子温度5000万度等离子放电。

2017年7月3日，EAST又传来喜讯：实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，刷新了世界纪录。 这标志着EAST成为世界上第一个实现数百秒稳态高约束模式运行持续时间的托卡马克核聚变实验装置。

2021年5月，EAST成功实现1.2亿摄氏度101秒、1.6亿摄氏度20秒等离子可重复运行，将原来1亿摄氏度20秒的记录延长了5倍。

2023年4月12日，EAST再次打破记录，实现了403秒的稳态长脉冲高约束模式等离子体运行。 这是一项重大突破，为可控核聚变奠定了物理和工程基础。

打造“人造太阳”有多难

EAST作为国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制。 然而，要造出一个实用的“人造太阳”，需要数亿摄氏度的等离子体、1000多秒的连续运行时间、1兆安的等离子体电流，难度极大。

EAST科研团队经过持续艰苦的攻关，解决了长期尺度上的等离子体构型约束、大功率射频波加热和电流驱动、等离子体-壁相互作用、以及实时诊断关键分布参数。 问题，实现了 403 秒的高限制模式等离子体操作。

近年来，EAST性能不断提升，装置运行范围不断扩大，在国际托卡马克运行领域取得了多项具有里程碑意义的重大成果。 EAST拥有200多项核心技术和2000多项专利，汇集了“超高温”、“超低温”、“超高真空”、“超强磁”等前沿技术领域”和“超大电流”在一个炉子中，总共有数百万个零件协同工作。 这一成功突破，离不开等离子控制、加热、壁面处理、先进诊断等技术的提升和内真空腔室的改进。

中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋运涛表示，此次突破的主要意义在于“高约束模式”，充分验证了EAST稳定运行，参数高，脉冲长，对探索未来有很大帮助。 对解决聚变反应堆的前沿物理问题，提高核聚变能的经济性和可行性，加速聚变能的应用具有重要意义。

据悉，这一突破经历了12万多次实验，离不开等离子控制、加热、壁面处理、高级诊断等技术的改进和内部真空室的改进。 目前，下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆工程设计已经完成，未来旨在建成世界首座聚变示范堆。

（中国小康网综合中国新闻网、环球时报、北京科协、上官新闻等）

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