1.2亿摄氏度燃烧101秒！中国人造太阳为何这么厉害？（中国人造太阳投入使用）

序言

5月28日，中科院合肥物质科学研究院的”人造太阳”创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行。

咱们普通人看到这个消息，除了说句厉害了666诸如此类的，仿佛还是一脸懵逼。

那么问题来了：

人造太阳到底是什么？

这么高的温度难道仪器烧不坏？

这项成果对于普通人来说有什么意义？

核聚变

在说这个之前，小鲸先来给大家科普下什么是核聚变？

当两个原子融合形成一个更大的原子时，它们会释放出巨大的能量，这就是核聚变。

人类最早发现的核聚变反应是太阳内部的核反应，它不断地向外辐射能量向地球输送能源。因此，核聚变也被看作是宇宙的能源。

它的好处有很多，最重要的就是不会产生大量的核废料。

日本核废料倾倒太平洋的事件，大家还记得吧，这导致了全世界都在谴责和声讨。

但要在地球上重现核聚变这一过程，并使其处于可控状态，从而不会发生爆炸，是一个非常难的挑战。

要知道产生核聚变反应，需要几千万摄氏度乃至上亿摄氏度的高温。这么高的温度，常规材料肯定是无法承受。

那怎么办？

于是科学家就发明很多装置来做实验研究。

中国人造太阳装置

这里就拿中国自主设计研制的“人造太阳”来说吧，它的全名叫做先进实验超导托卡马克实验装置。

名字是不是有点长？记不住！

我来划重点了！超导！托卡马克！

超导其实是一种在特殊条件下电阻为零的材料，利用这一特性可以避免导体发热，从而可以实现”人造太阳”的长时间运行。

托卡马克是一种利用磁约束，来实现可控核聚变的环性容器。

它是由一个环形封闭磁场组成的磁笼子，高温高压的等离子体就被约束，在这个磁场构成的无形笼子里。

这个磁笼的外形，很像一个中空的救生圈。外面缠绕着线圈，通电之后里面会形成强磁场，可以约束其中的带电粒子。

启动后将聚变材料输入其中，可以使其被约束到磁场的中间位置。等离子体环中能产生一个很大的环电流，聚变后会达到1亿多度的高温。

其用电强度，可以达到普通家用空调的数千倍乃至数万倍，进而产生巨大的热量。再加上足够的密度和足够长的热能约束时间，从而可以产生可控的、安全的核聚变反应。

就拿这次报道出来的，实现了1.2亿度，“燃烧”101秒的巨大成就。

大家肯定想当然的理解成，这个装置发生聚变反应，像太阳一样发光发热，产生1.2亿度的高温并维持了101秒。

但实际情况不是这样的。

1.2亿度只是靠外部的加热手段，使电子温度达到1.2亿度，其实里面压根就没发生聚变反应，算不上是真正的燃烧。

当然这进展本身也很了不起，但离真正的“人造太阳”还差十万八千里。

那估计有朋友会问了：这么高的温度难道仪器烧不坏？

这个完全不用担心！

首先高温的等离子体在强磁场约束下，是悬浮在装置内，并不接触装置。其次就算还有一些“不听话”的高温等离子体逃逸打在器壁上。

也有办法！

目前”人造太阳”使用的自主研发的钨铜合金材料，热负荷能力提升到每平方米20兆瓦，也就说该反应堆所能产生的最强电流约为20兆安培。

这是个什么概念呢？

拿特斯拉V3超级充电桩举个例子，它的最大电流为400安培，可以在15分钟内为Model 3长续航版电池充能80%以上。

所以我们做个简单的数学计算就知道，20兆安培可以同时为5万多辆Model3进行超级快充！

可以看的出来，这个威力还是很强大的！

核心技术国产化

值得一提的是，中国这个”人造太阳”是完完全全国产的。

并且很多关键技术，比如所需的超导、低温等尖端材料以及“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术都是自主研究出来的。

如果大家看过相关图片跟报道，就会发现这玩意有两个特点：一个是大，一个是多。

说它大是因为它有两层楼那么高，占地面积上百平方米。

说它多，是因为各种管路，线圈，电线，机柜围绕在它周围，充满了复杂的技术细节。

比如它的装置主体高11米、直径8米、重达400吨，周围供电、冷却等辅助设备林立。其核心结构是一个像面包圈的环形磁容器“托卡马克”。

里面主要由超高真空室、纵场系统、极向场系统、内外冷屏、外真空杜瓦及支撑系统等六大部件组成，以及还有近百万个零部件协同工作，一起支持这个复杂极端的系统

人造太阳意义

那这项成果对于咱们普通人来说有什么意义？

小鲸觉得这次试验的成功，意味着核聚变提供能源的可能性是存在的。

通俗点讲，就是人为可以控制核聚变的速度，从而将相应的能量储存起来为人类使用，这个是具有可能的。

一个文明是否发达取决于两样东西，一个是能源，一个是科技。

能源是科技发展的前提，能源越多科技必然越发达。而科技越发达势必需要更多的能源消耗。

所以未来还是能源为王的时代，谁能掌握源源不断的能源，谁就能在未来掌握主动权。

而可控核聚变就是这么一把能源钥匙，目前世界各国也在纷纷研究。

比如在2020年年底，韩国的“人造太阳”创下世界纪录，在1亿摄氏度的温度下运行了整整20秒的时间。

仅仅不到半年的时间，中国重新回到了世界之巅。

这一次是在1.2亿摄氏度维持了101秒的时间，不仅温度更高，维持时间是韩国人的五倍之多。

当然了，可控核聚变要达到1000秒才能真正实现商用。

虽然我们离商用还有很长的距离。但是如果将来有一盏灯会被核聚变能点亮，相信这盏灯一定也必须是在中国!