⑴ 中国人造太阳
“人造太阳”只是对“受控核聚变装置”的形象的说法,并不是造出一个挂在天上发光发热的球体。
中国的人造太阳也叫“东方超环”,是全超导托卡马克核聚变试验装置,被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制,是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克,也是中国第四代核聚变实验装置。
这个装置的目标是,让海水中大量存在的氘和氚在高温高密度条件下,像太阳一样发生核聚变,为人类提供源源不断的清洁能源。这被视为进入第四次工业革命的最强大的基石之一。
科学家测算,1升海水含有0.03克氘,产生的聚变能源相当于300升汽油。海水中共有超过45万亿吨氘,释放的能量够人类使用上亿年。更重要的是,核聚变反应的产物是氦元素和中子,不产生任何有害物质,堪称完全清洁的能源。但“人造太阳”至少满足“极高的温度”与“充分的约束(在太阳上是靠引力约束的,地球上缺少这种条件)”两个苛刻条件,才能实现核聚变反应永续进行,并为人所用。
2017年7月,“东方超环”在世界上首次实现5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行,实现了从60秒到百秒量级的跨越,创造了核聚变的世界纪录。
2018年11月,“东方超环”首次实现加热功率超过10兆瓦,等离子体储能增加到300千焦。在电子回旋与低杂波协同加热下,等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度,等离子体中心电力温度首次实现1亿摄氏度运行近10秒,获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件。
中国的托卡马克核聚变试验装置
⑵ 中国“人造太阳”装置取得了什么重大突破
中国科学院等离子体物理研究所今天宣布,我国的超导托卡马克实验装置EAST在全球首次实现了上百秒的稳态高约束运行模式,为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
作为国际重要的长脉冲核聚变实验平台,EAST超导托卡马克高约束放电时间实现百秒量级的突破,将为我国下一代核聚变装置的建设和国际核聚变清洁能源的开发利用奠定坚实的技术基础。
太阳的光和热,来源于氢的两个同胞兄弟——同位素氘和氚,在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。“人造太阳”就是“模仿”这一过程。
目前,人类核电站有序利用的核能都是核裂变过程——由较重的原子核裂变成较轻的原子核,从中获得释放的能量。单位质量释放的能量轻核聚变比重核裂变要大数倍。