新一代“人造太阳”首次放电 2020中国黑科技新成就又加一项！

近期，我国多项科技成果发布，嫦娥五号成功登月采样、量子计算原型机“九章”问世、“华龙一号”全球首堆并网成功、新一代“人造太阳”首次放电……科技界好消息不断。

其中，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置于12月4日在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了核聚变实验研究装置，也就是新一代人造太阳装置的设计、建造、运行技术，为我国未来开发核聚变能打下基础。

核能的产生主要有核聚变和核裂变两种方式。核聚变，可以理解为两个小质量的原子聚合成一个较大的原子，释放出巨大能量，太阳的能量也是源于此，是人类未来的理想能源。核聚变的反应原料可以说是取之不尽、用之不竭，它们就是氢的同位元素氘和氚，这两种元素在海水里面就有很大的存量。

核聚变的优势十分突出，但发生过程极为困难，由于原子核的结构很坚固，想让两个原子结合就必须突破原子核结构的屏障，因此需要用特别高的速度进行碰撞，而产生高速的条件就是需要高温。

以太阳为例，它之所以开启核聚变是因为其质量大引力强，引力强进而导致压力大，压力大温度就高。但地球上并不具备这样的环境，所以就需要人工升温，而这个温度值至少要一亿度以上。

氢弹就是利用了这个原理，它是靠中心原子弹爆炸所产生一亿度以上的高温，再引爆氘和氚发生核聚变。而可控核聚变是让核聚变过程的剧烈程度降低，达到逐步释放可控，所以目前世界上主流的可控核聚变分为两种，一种叫做激光约束核聚变，它的过程是将反应物放在装置中间，然后打很多激光上去。

另一种叫做磁约束核聚变，通常是在一个圆环装置里面进行，它叫做托卡马克装置，其中蕴含了巨大的能量，而承载这个能量的载体叫做等离子体，它们在磁场中会受到洛伦兹力的作用，进而会在磁场中进行循环的圆周运动。

但激光约束核聚变存在一个问题，虽然激光达到一亿度的高温值并不难，但目前地球上没有任何一种材料做的容器可以承受住反应物。而磁约束核聚变解决了这个问题，不过面临的难度还是很大，从放电到发电其实还有很长一段路要走，此次成功放电只是说明全新一代的装置已经建设完毕。

人造太阳”中国环流器二号M装置是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，是我国新一代先进磁约束核聚变实验研究装置，采用更先进的结构与控制方式，等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿度，能实现高密度、高比压、高自举电流运行，是实现我国核聚变能开发事业跨越式发展的重要依托装置，也是我国消化吸收ITER技术不可或缺的重要平台。

据介绍，我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略中，将聚变能作为解决能源问题的最终一步。开发核聚变能不仅是解决我国能源战略需求的途径，对我国未来能源与国民经济的可持续发展具有重大战略意义。