中国“人造太阳”首次实现1亿摄氏度运行近10秒

最近，位于安徽省合肥市“科学岛”上的中国科学仪器“东方超级圈”取得了重大突破。等离子体中心的功率温度首次达到1亿摄氏度，持续了近10秒。

“东方超级环”是一个全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中国科学院合肥材料科学研究所等离子体物理研究所自主研发。它是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克装置，也是中国第四代核聚变实验装置。

据了解，人类发展核能的主要途径有两种——重元素裂变和轻元素融合。人类利用核裂变原理建造了数百座核电站，但核聚变的使用却远远落后。“人造太阳”的科学目标是使海水中丰富的氘和氚像太阳一样在高温高密度条件下进行核聚变，从而为人类提供源源不断的清洁能源。这被认为是进入第四次工业革命的最强大的基石之一。

科学家估计，1升海水含有0.03克氘，产生的聚变能相当于300升汽油。海水中有超过450万亿吨的氘，释放的能量足够人类使用数亿年。更重要的是，核聚变反应的产物是氦和中子，它们不产生任何有害物质，可以称之为完全清洁的能源。然而，“人造太阳”至少可以满足“极高的温度”和“足够的约束”两个苛刻的条件，以实现可持续的核聚变反应并被人们所利用。

2017年7月，“东方超级周期”在世界上首次实现了5000万度连续等离子体放电101.2秒的高封闭运行，时间跨度从60秒到100秒，创下了核聚变的世界纪录。

2018年11月，“东方超级环”首次实现了10兆瓦以上的加热功率，等离子体储能增加到300千焦。在电子回旋加速器和低杂波的协同加热下，等离子体中心的电子温度首次达到1亿摄氏度，获得的实验参数接近聚变堆未来稳态运行模式所需的物理条件。