中国科技再破世界纪录12亿摄氏度保持101秒引领世界

  2021年5月28日，这是值得国人高兴的日子，因为在这一天，我国科研人员的研究成果再次刷新世界纪录。

  当日，中科院合肥物质科学研究院的科学家，利用EAST（下图）创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度、101秒和1.6亿摄氏度、20秒的等离子体运行。

  此前的纪录，是由韩国科学家于2020年年底创造的，韩国人的人造小太阳在1亿摄氏度的状态下运行了20秒。

  可不要小看这短短几十秒的提升，20秒和101秒相差了5倍，可这只用了半年时间，未来500秒、1000秒也是可期的。这足够其它国家追上一阵子了。新纪录，进一步证明可控核聚变的可行性，也为迈向商用奠定了基础。

  这虽然是中国科研人路上的一小步，但却是人类向核聚变能源应用迈出的重要一步。

  科学研究显示，原子核中蕴含着巨大的能量，原子核一分一合，只要利用得当，人类就能够从原子核中获得源源不断的能量。仅1千克铀235完全裂变后，就等于2000吨优质煤充分燃烧后所释放出的能量。

  核聚变，相信我们大家并不陌生，太阳的巨大能量就源于内部的核聚变反应，太阳核心区域的氢正在源源不断地聚变为氦。氢弹爆炸就利用了核聚变释放能量。

  核能发电都要先烧水，再利用水蒸气推动发电机运转。现在全世界的核电站采用的是可控核裂变技术，而核聚变不像核裂变那样会产生放射性核废料，并且核聚变能源的原材料“氢”，在地球上几乎取之不尽，因此被视为“终极能源”。这也是全球许多大国争相研究的原因。

  此次用到的科研设备EAST，全称全超导托卡马克核聚变实验装置，它是我国的重大科学技术基础设施，利用它可以创造类似太阳上的核聚变反应机制。

  超高温、超低温、超高真空、超强磁场、超大电流，这些名词足以证明。因为要实现可控核聚变，就必须将这些尖端技术汇于一炉，所以这一套装置很复杂。没有一定的家底和前期的技术积累，一般国家还真玩不动这个，更别说创造新的记录。

  为了实现本次突破，EAST上近百万个零部件必须完美地协同工作，并且我国还首次采用了全金属主动水冷第一壁、高性能钨偏滤器等关键技术。相关科研人员介绍，EAST上的核心技术有200多项，专利近2000项。

  要想实现核聚变发电，首先得让核聚变反应持续稳定地进行下去。而要让氢原子核发生聚变，就必须让它们处于高温度高压力状态，并且还要长时间稳定地持续下去。这在某种程度上预示着，我们一定要在地球上模拟出太阳内部的环境。

  在太空中，太阳是依靠重力约束聚变物，而在地球上主要有两种约束方法：磁约束和激光惯性约束，目前最有希望的就是磁约束。托卡马克是一种利用磁场约束上亿摄氏度等离子体的一种设备，与之原理类似的还有仿星器。EAST就属于托卡马克。

  为了将核聚变燃料加热到上亿摄氏度，并持续保持这个温度，EAST的总功率达到了34兆瓦，这相当于大约6.8万台家用微波炉一起加热。EAST的磁场由超导体产生，不是普通的电磁铁产生的，因为只有这样才可以产生超强的磁场，用以约束上亿度的核反应物。仅靠磁场还不行，必须要用地表大气压约一千亿分之一强度的“超高真空”隔热，这样才可以避免高温损坏EAST。

  除了EAST，我国下一代“人造太阳”装置也已完成了工程设计，未来我国还计划建设全球首个聚变电站。前期的技术、资金等投入虽然很大，但是一旦成功，将获益良多。