从夸父逐日到人造太阳，可控核聚变何以照进现实？和二四六香港管家波期期与

admin123 2025-12-09 新闻 2 次浏览 0个评论

“夸父逐日”的古老神话，承载着人类对光与热的永恒向往，这一向往正从幻想照进现实——随着“人造太阳”装置的不断突破，可控核聚变这一“终极能源”的梦想，正逐步走出实验室，走向能源舞台的中央，从最初的科学猜想到如今的实验验证，从“不可实现”的质疑到“近在咫尺”的期待，人造太阳的“现实之路”，凝聚着人类对能源自由的执着追求，更见证着科技攻坚的硬核力量。

为何追逐“人造太阳”？能源困局下的时代命题

人类文明的每一次跃升,都离不开能源的驱动，从柴薪到煤炭，从石油到电力，能源结构的迭代始终推动着社会进步，化石能源的大量使用不仅带来了资源枯竭的焦虑，更引发了气候变化、环境污染等全球性危机，太阳能、风能等可再生能源虽清洁，却受限于间歇性和不稳定性，难以满足人类对能源“稳定、清洁、可持续”的终极需求。

在此背景下,可控核聚变被寄予厚望，与目前核电站使用的核裂变不同，核聚变通过轻原子核（如氘、氚）结合释放能量，其燃料氘可直接从海水中提取，几乎取之不尽；反应过程中产生的放射性物质远少于裂变，且不产生温室气体，堪称“终极清洁能源”，正如中国科学院院士李建刚所言：“聚变能是能源问题的终极解决方案，一旦实现，人类将真正拥有‘用不完’的能源。”

正是基于这样的战略意义,全球科学家将可控核聚变视为“能源圣杯”，一场围绕“人造太阳”的科技竞赛由此展开。

从“零的突破”到“百万千瓦级”：人造太阳的“进阶之路”

可控核聚变的实现,堪称人类科技史上的“珠峰”，其核心挑战在于：如何将上亿摄氏度的等离子体“约束”在有限空间内，并实现持续、稳定的能量输出，这一过程需攻克“高约束”“高密度”“长脉冲”三大技术难关，涉及等离子体物理、超导材料、真空技术、大功率控制等数十个学科领域。

中国在这一赛道上交出了亮眼答卷,2006年，中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）首次实现“1亿摄氏度持续运行102秒”，创造了世界纪录；2021年，EAST实现“1.2亿摄氏度持续运行101秒”，再次刷新纪录；2023年，EAST更是实现“403秒稳态高约束运行”，将等离子体温度、时间和能量乘积（三项指标衡量聚变研究水平）提升至新高度，这些突破标志着中国在聚变研究领域已处于世界前列。

国际舞台上,ITER（国际热核聚变实验堆）项目则是人类合作攻关的典范，由中、美、欧、俄等七方共同建造的ITER，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，被誉为“人造太阳”的“国际版”，其目标是实现1亿摄氏度等离子体持续燃烧500秒，输出功率达500兆瓦，为建设商业聚变电站奠定基础，2023年，ITER装置首批核心部件成功交付，标志着这一“人造太阳”进入工程化建设关键阶段。

从中国EAST的“单点突破”到ITER的“全球协作”，人造太阳的每一步进展，都凝聚着科学家的智慧与汗水，也印证了“科技自立自强”与“开放合作”的双重路径。

从“实验室”到“电网”：距离“能源自由”还有多远？

尽管人造太阳已取得阶段性成果,但距离真正“点亮”万家灯火，仍需跨越“从实验到工程”的鸿沟，可控核聚变面临的核心挑战在于“能量增益比”（Q值）——即输出能量与输入能量的比值，只有当Q值远大于1时，聚变发电才具备经济可行性，2022年，美国国家点火装置（NIF）首次实现Q值大于1（输出能量大于激光输入能量），但距离“净能量输出”（Q值需大于10以上）仍有差距；而ITER的设计目标为Q值≥10，预计2035年完成首次放电。

即便实现能量增益,聚变发电的商业化还需解决材料耐久性、氚自持、成本控制等问题，在极端高温和强辐射环境下，反应堆壁材料的寿命直接影响电站的安全性；氚作为稀缺同位素，需实现闭环循环以降低成本；聚变电站的建设和运维成本需降至与传统电站相当，才能具备市场竞争力。

挑战并未阻挡前进的步伐,全球已有数十家私营企业投身聚变研发，如美国的Commonwealth Fusion Systems、英国的Tokamak Energy等，通过超导磁体、高温超导等新技术，探索“小型化”“低成本”的聚变堆路径，中国也在积极推进“聚变能源商业化”布局，计划在本世纪中叶建成首个示范性聚变电站。