中外科学家在为“人造太阳”做百年努力

新华社北京3月14日报道:中外科学家为“人造太阳”奋斗了100年。

新华社记者于晓节与武玉

从渴望飞行到制造飞机，人类已经行走了至少几千年。从爱因斯坦的预言到引力波的探测，人类已经走过了整整一个世纪。

当我们在讨论“十三五”规划纲要草案时，一直潜心研究的中外科学家正在为一个伟大的梦想——“人造太阳”而努力工作。据相关资料显示，自20世纪50年代以来，这场“追梦之旅”已经持续了半个多世纪。它可能需要至少几十年的时间才能真正投入商业使用，并转化为每个家庭的电力。”全国人大代表、中国工程物理研究所研究员徐建南14日在接受新华社记者采访时表示。

在地球上建造一个太阳？当然不是！

"“人造太阳”是指通过受控的热核聚变给人类带来几乎无限的清洁能源."许建楠说。

太阳的光和热来自氢的两个兄弟，同位素氘和氚，在它们结合成氦原子的过程中释放的能量。“人造孙”就是“模仿”的过程。

目前，人类核电站有序使用的核能是一个核裂变过程——从较重的原子核到较轻的原子核，能量从中释放出来。每单位质量释放的能量比核裂变多几倍。

一些专家已经证实，即使不是最早的，至少是一位年轻的苏联少尉提出了“人造太阳”的想法来解决人类的能源问题。1950年，当拥有高中文凭的“大男孩”提出这一“幻想”时，苏联科学家并没有嘲笑他，而是科学而审慎地分析了它在理论和实践上的可行性。历史已经证明，许多改变世界的伟大科学发现和技术进步源于勇敢的“幻想”、明智的关怀和不懈的追求。许建楠说。

科学家们进行了哪些科学探索？

聚变能是人类梦想的一种安全、经济、高效和持久的能源。

世界各国科学家研究和实现受控热核聚变主要有两种方式:磁约束聚变和惯性约束聚变。前者又称托卡马克，通过强磁场长期抑制高温稀薄等离子体，使其产生聚变反应。例如，国际热核聚变实验堆(ITER)项目，这是目前世界上最大和影响最深远的国际科学研究合作项目之一。后者利用多种高能驱动方式形成高温高压环境，使氘氚靶丸实现热核聚变点火和燃烧，释放出巨大能量。

氘和氚是取之不尽的能源。海洋含有大约4万亿吨氘。从理论上讲，如果全部用于聚变反应，释放的能量将足够人类使用数百亿年。

"它无可比拟的优点是:安全、清洁、高效和资源充足."许建楠说。

中国科学家如何参与并做出贡献？

磁约束聚变和惯性约束聚变都是中国科学家深入研究并做出宝贵贡献的两种技术途径。

美国、法国和其他国家在20世纪80年代推出了ITER。中国后来成为参与国之一。中国科学院合肥材料科学研究所和成都西南物理研究所是主要承担单位。

在今年1月底的实验中，中科院合肥材料科学研究所等离子体所承担的大型科学工程“人造太阳”实验装置EAST成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间为102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这是国际托卡马克实验装置中电子温度达到5000万度时持续时间最长的等离子体放电，是一个重要的阶段性研究进展。

“祝贺中国科学院的研究人员取得突破。中国物理学会也是“人造太阳”的追逐梦想的力量。惯性约束聚变(ICF)研究是我国著名科学家王先生在20世纪60年代与外国科学家同时提出的，他曾是我院副院长。中国氢弹的创始人之一、国家最高科学技术奖获得者于敏先生也是惯性约束聚变技术的倡导者。”许建楠说。

在过去的几十年里，中国国家物理研究院和上海光机所等机构不断冲击着世界先进技术。他们逐步建立了独立的惯性约束聚变研究体系，建成了申光一号、二号和三号激光驱动装置和巨龙一号电磁驱动大型科学实验装置。徐建南表示，其中巨龙1号的输出电流达到800万至1000万安培，电流脉冲上升时间不到十分之一秒，瞬时功率超过20万亿瓦，相当于全球平均发电量的两倍。

在2015年于北京举行的首届国防科技工业国防与民用技术发展集成展上，巨龙1号首次亮相“未来的理想能源——瓶中的太阳”，让公众了解大型军事牵引科学实验装置是如何在民用领域发挥作用的。

“人造太阳”离商业用途还有多远？

国内外科学家在聚变装置的科学实验和工程技术方面取得了重要成果。一些专家预测聚变能源的商业化可能在大约30年内实现。

“人造孙”，科学家百年“梦之旅”。期待“人造太阳”尽快持续安全地“照耀地球”。(原标题:中外科学家为“人造太阳”百年努力)

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