什么是人造太陽？

人造太陽，顧名思義，就是在地球上模擬太陽發(fā)光發(fā)熱的原理，創(chuàng)造出一種能夠持續(xù)、穩(wěn)定釋放能量的裝置。其核心原理是可控核聚變，即兩個(gè)輕原子在高溫高壓的環(huán)境下相撞，聚合成一個(gè)重原子，同時(shí)釋放出巨大的能量。這一過程與太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)相似，因此得名“人造太陽”。

人造太陽的意義

解決能源危機(jī)

隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，能源需求日益增加，傳統(tǒng)化石能源面臨枯竭，同時(shí)環(huán)境污染和氣候變化問題也日益嚴(yán)峻?？煽睾司圩冏鳛橐环N安全、清潔、高效的能源形式，被認(rèn)為是解決未來能源危機(jī)的關(guān)鍵途徑之一。

環(huán)保優(yōu)勢(shì)

核聚變反應(yīng)過程中幾乎不產(chǎn)生輻射，核廢料也幾乎沒有放射性，不存在核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。相比傳統(tǒng)的核裂變技術(shù)，核聚變?cè)诃h(huán)保方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，是實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)的重要技術(shù)方案。

中國(guó)環(huán)流三號(hào)：新一代人造太陽

發(fā)展歷程與成就

中國(guó)環(huán)流三號(hào)（China Circulation 3，簡(jiǎn)稱HL-3M）是我國(guó)自主設(shè)計(jì)研制的可控核聚變大科學(xué)裝置。自上世紀(jì)50年代中國(guó)開啟核聚變研究以來，經(jīng)過幾代科研人員的努力，中國(guó)環(huán)流三號(hào)不斷取得突破。

• 2023年8月：首次實(shí)現(xiàn)100萬安培等離子體電流下的高約束模式運(yùn)行，刷新了中國(guó)磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄。
• 2024年2月：被評(píng)為2023年度“四川十大技術(shù)創(chuàng)新成果”。
• 2024年6月：在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了一種先進(jìn)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，對(duì)提升核聚變裝置的控制運(yùn)行能力具有重要意義。
• 2025年3月：首次實(shí)現(xiàn)原子核和電子溫度均突破一億度，綜合參數(shù)大幅躍升。
• 2025年5月：再次創(chuàng)下新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)百萬安培億度H模運(yùn)行，綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e達(dá)到10的20次方量級(jí)。

  技術(shù)亮點(diǎn)與挑戰(zhàn)

  高約束模式運(yùn)行

  高約束模式運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)可控核聚變的關(guān)鍵技術(shù)之一。它要求等離子體在極高的溫度和密度下保持穩(wěn)定，同時(shí)能量約束時(shí)間也要足夠長(zhǎng)。中國(guó)環(huán)流三號(hào)通過創(chuàng)新的技術(shù)手段，成功實(shí)現(xiàn)了這一模式運(yùn)行，為可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

  

  先進(jìn)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)

  磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)于核聚變裝置的控制運(yùn)行能力至關(guān)重要。中國(guó)環(huán)流三號(hào)在國(guó)際上首次發(fā)現(xiàn)并實(shí)現(xiàn)了一種先進(jìn)磁場(chǎng)結(jié)構(gòu)，這一成果對(duì)于提升核聚變裝置的性能和穩(wěn)定性具有重要意義。

  

  高溫挑戰(zhàn)

  實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)需要極高的溫度，通常要達(dá)到幾千萬度甚至上億度。中國(guó)環(huán)流三號(hào)通過先進(jìn)的加熱系統(tǒng)和控制技術(shù)，成功將等離子體溫度提升至億度量級(jí)，為實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)創(chuàng)造了有利條件。 然而，這一過程也面臨著諸多挑戰(zhàn)。比如高溫下的材料穩(wěn)定性、等離子體控制技術(shù)的精度和穩(wěn)定性等，都是科研人員需要不斷攻克的技術(shù)難題。

  科研團(tuán)隊(duì)與青年力量

  在中國(guó)環(huán)流三號(hào)的研發(fā)過程中，一支平均年齡只有35歲的年輕團(tuán)隊(duì)發(fā)揮了重要作用。他們牢記總書記囑托，逐夢(mèng)核聚變前沿，相繼取得了多項(xiàng)重大科技突破。 這支團(tuán)隊(duì)不僅擁有扎實(shí)的專業(yè)知識(shí)和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，更重要的是他們敢于創(chuàng)新、敢于挑戰(zhàn)。在面對(duì)技術(shù)難題時(shí)，他們不畏艱難、勇往直前，用實(shí)際行動(dòng)詮釋了新時(shí)代青年的擔(dān)當(dāng)和使命。

  未來展望與挑戰(zhàn)

  可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用

  隨著中國(guó)環(huán)流三號(hào)等可控核聚變裝置的不斷突破，可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用已經(jīng)成為可能。未來，我們有望看到更多基于可控核聚變技術(shù)的清潔能源設(shè)施投入運(yùn)行，為人類社會(huì)提供更加安全、清潔、高效的能源支持。

  科研持續(xù)攻關(guān)與國(guó)際合作

  盡管可控核聚變技術(shù)已經(jīng)取得了顯著進(jìn)展，但仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)和未知領(lǐng)域?？蒲腥藛T需要持續(xù)攻關(guān)，不斷突破技術(shù)瓶頸，推動(dòng)可控核聚變技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。 同時(shí)，國(guó)際合作也是推動(dòng)可控核聚變技術(shù)發(fā)展的重要途徑。通過加強(qiáng)與國(guó)際同行的交流與合作，我們可以共同分享研究成果、共同攻克技術(shù)難題，為人類的能源事業(yè)貢獻(xiàn)更多智慧和力量。

  常見問題解答（Q&A）

  Q1：人造太陽和傳統(tǒng)的太陽能有什么區(qū)別？ A1：人造太陽和傳統(tǒng)的太陽能有著本質(zhì)的區(qū)別。傳統(tǒng)的太陽能是利用太陽輻射到地球上的光能進(jìn)行發(fā)電或利用，而人造太陽則是通過模擬太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)來釋放能量。人造太陽釋放的能量密度更高、更穩(wěn)定，不受天氣和地理位置的限制。 Q2：可控核聚變是否安全？ A2：可控核聚變?cè)谠砩鲜前踩?。因?yàn)楹司圩兎磻?yīng)過程中幾乎不產(chǎn)生輻射，核廢料也幾乎沒有放射性，不存在核泄漏的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，科研人員也在不斷加強(qiáng)安全控制措施，確?？煽睾司圩冄b置的安全運(yùn)行。 Q3：中國(guó)環(huán)流三號(hào)何時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用？ A3：中國(guó)環(huán)流三號(hào)的商業(yè)化應(yīng)用還需要一段時(shí)間的努力和探索。盡管已經(jīng)取得了重大突破，但仍然需要解決一系列技術(shù)難題和進(jìn)行大量的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。科研人員正在加緊攻關(guān)，爭(zhēng)取早日實(shí)現(xiàn)可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用。 通過本文的介紹，相信您對(duì)人造太陽和我國(guó)新一代人造太陽“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”有了更加深入的了解。讓我們一起期待可控核聚變技術(shù)的未來發(fā)展，共同見證人類能源事業(yè)的新篇章！