⑴ 中國人造太陽
「人造太陽」只是對「受控核聚變裝置」的形象的說法,並不是造出一個掛在天上發光發熱的球體。
中國的人造太陽也叫「東方超環」,是全超導托卡馬克核聚變試驗裝置,被稱為「人造太陽」。該裝置由中科院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主研製,是世界上第一個非圓截面全超導托卡馬克,也是中國第四代核聚變實驗裝置。
這個裝置的目標是,讓海水中大量存在的氘和氚在高溫高密度條件下,像太陽一樣發生核聚變,為人類提供源源不斷的清潔能源。這被視為進入第四次工業革命的最強大的基石之一。
科學家測算,1升海水含有0.03克氘,產生的聚變能源相當於300升汽油。海水中共有超過45萬億噸氘,釋放的能量夠人類使用上億年。更重要的是,核聚變反應的產物是氦元素和中子,不產生任何有害物質,堪稱完全清潔的能源。但「人造太陽」至少滿足「極高的溫度」與「充分的約束(在太陽上是靠引力約束的,地球上缺少這種條件)」兩個苛刻條件,才能實現核聚變反應永續進行,並為人所用。
2017年7月,「東方超環」在世界上首次實現5000萬度等離子體持續放電101.2秒的高約束運行,實現了從60秒到百秒量級的跨越,創造了核聚變的世界紀錄。
2018年11月,「東方超環」首次實現加熱功率超過10兆瓦,等離子體儲能增加到300千焦。在電子迴旋與低雜波協同加熱下,等離子體中心電子溫度首次達到1億攝氏度,等離子體中心電力溫度首次實現1億攝氏度運行近10秒,獲得的實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件。
中國的托卡馬克核聚變試驗裝置
⑵ 中國「人造太陽」裝置取得了什麼重大突破
中國科學院等離子體物理研究所今天宣布,我國的超導托卡馬克實驗裝置EAST在全球首次實現了上百秒的穩態高約束運行模式,為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。
作為國際重要的長脈沖核聚變實驗平台,EAST超導托卡馬克高約束放電時間實現百秒量級的突破,將為我國下一代核聚變裝置的建設和國際核聚變清潔能源的開發利用奠定堅實的技術基礎。
太陽的光和熱,來源於氫的兩個同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚變成一個氦原子的過程中釋放出的能量。「人造太陽」就是「模仿」這一過程。
目前,人類核電站有序利用的核能都是核裂變過程——由較重的原子核裂變成較輕的原子核,從中獲得釋放的能量。單位質量釋放的能量輕核聚變比重核裂變要大數倍。