中国“人造太阳”实现亿度千秒运行 核聚变发电还有多远？

1月20日，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造新的世界纪录，首次实现1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体运行，标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越。

“人造太阳”是什么？如何理解这个突破？未来真正实现可应用的核聚变发电，我们还需要继续做什么？

1亿摄氏度突破1066秒，意味着什么？

超过1亿摄氏度能够稳定运行1066秒，这件事情本身到底意味着什么，我们离真正的核聚变发电还有多远？

同时，很多国家都在进行类似的研究，那么目前在全世界范围来看，我国EAST装置处于一个怎样的水平？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，这是一个非常重要的里程碑，从此将从前沿的基础研究转向工程实践，向聚变能应用迈进了一大步。“亿度千秒”的难点在于，我们要把这一团火，相当于太阳表面温度的6到7倍，像火球一样的等离子体运速到上千秒，难度是非常难，这应该是目前五十多年的研究中，从物理研究向工程实践迈出的坚实的一步。

宋云涛称，EAST装置就是所说的中国人造小太阳，是我国建成的世界上第一个全超导托卡马克装置，这里有很多的核心技术，也存在很多的技术挑战，有超高真空、超大电流、超强磁场等很多这样的技术攻关。通过这次实验，这几年来，一直从100秒到400秒再到1000秒，这完全是由中国的磁约束核聚变团队来保持这样的世界纪录。在国际上排在第二方阵的，目前是在70秒到100秒，所以这一次能够实现1000秒，标志着我国在高温等离子体、高约束模等离子体、磁约束研究方面走到了世界前列。

实现“亿度千秒”，接下来的目标是什么？

走到世界的前列真的很不容易，100秒、400秒、1000秒，2023年时实现的是403秒，用了一年多的时间实现了千秒，那么我们的下一个目标是什么？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，能持续的时间是非常重要的，但磁约束聚变研究就像马拉松赛跑一样，不仅要跑得快，还要跑得远。所以，接下来不仅在持续时间上，还要在等离子体密度、等离子体温度等各个方面瞄准未来聚变能的商业应用，做进一步的攻关研究。

人造太阳建设和研究中，有哪些艰难时刻？

EAST建设研究进行十几年的时间了，过去这十几年中，研究团队遇到的艰难时刻是哪些，又是怎么过来的？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，这十几年来，每天的聚变研究如履薄冰，每天会遇到各种各样的工程和物理问题。聚变研究是一个系统庞大的工程，难度就是平时所说的“难于上青天”，在做的过程中，经历了很多困难。

比如，在十八年前要建超导托卡马克的装置，必须有超导材料，当时西方国家说可以给中国提供超导材料，但是一夜之间又说不给了。

后来，只能靠自主创新，团队和企业界一起来合作、创新，把超导材料进行技术攻关，现在中国的超导材料、超导技术应该位居世界前列，而且人造太阳上所有的超导材料应用都实现了国产化。同时，还给医疗、工业界提供了很多材料，目前世界上60%～70%的比例会来购买中国的超导材料。

在做人造太阳过程中，有很多这样的故事，只能靠技术攻关，每天遇到问题、解决问题，不仅有工程问题，还有物理问题，所以研究团队已经进行了十五万次的实验，在十五万次实验中不断探索和摸索。

中国距离第一座“聚变商业电站”还有多远？

现在有一些媒体报道说，全世界范围来看，预估2035年会有第一座用聚变来发电的电厂正式运营，就我们国家来说，距离第一座核聚变的电厂还有多远，目前还需要做一些什么样的突破？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，个人认为随着国家科技创新不断投入，不断增强，中国有第一座“聚变商业电站”的梦想应该在10到20年突破。接下来，要用3到5年的时间建成氘氚燃烧的聚变装置，就是全超导的装置的输出要大于输入。

宋云涛称，现在的人造太阳，包括国内的物理实验装置基本还构成不了输出大于输入的。接下来，比如正在建设全超导的紧凑型聚变装置，输出大于输入5倍，到2035年希望建成中国的聚变释放堆，输出大于输入20倍，这样就开启了人类的国家聚变能源的商业应用。

核聚变能源或许能帮助人类实现星际航行

可能会有很多人有这样的疑问，现在获取电能的方式有很多种，为什么要投入这么大的精力研究核聚变发电这样一个项目？最终是要解决什么问题？未来通过聚变的方式获取的能源或者能量，还可以用在哪些地方？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，核聚变能源是一种清洁高效的能源，现在人类大部分使用的都是化石燃料，对于环境和人类的影响非常大。如果实现聚变能，对人类的环境是非常友好的。

宋云涛称，人类第一次工业革命之前只有马车，马车只能把人类从一个村庄带到另一个村庄；工业革命之后，有了火车、飞机，可以把人类从一个国家带往另外的国家。如果核聚变能源一旦实现，就能够把人类从这个星球带往另外一个星球，那么人类的星际航行就能够实现。

当我国第一座“聚变商业电站”诞生后，我国的能源供给是怎样的图景？

畅想一下，未来如果我们真的拥有一座聚变的发电厂之后，我们国家能源的结构会发生一个怎样的变化，能源供给的结构又是一幅怎样的新图景？

中国科学院合肥物质科学研究院副院长宋云涛表示，一旦实现核聚变能源商业应用，一定会带来人类文明的改变和生存方式的改变，会给生活方式带来翻天覆地的变化。因为现在人类基本上使用的化石燃料，环境会遭受污染，而且化石燃料是有限的。一旦实现核聚变能源应用，人类有了磁约束核聚变，再加上其他绿色能源，能够进行互补，可以让人类环境更加美好。