梦想照进现实，未来“太阳”何时点亮

来源：互联网 2024-11-12 00:16:54 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

“我最大的梦想就是在我的有生之年，能够有一盏灯被核聚变点亮，这盏灯一定要在中国合肥。”这是中国工程院院士李建刚5年前在中央电视台“开讲啦”节目中许下的愿望。5年后的今天，在中国科大附中的孩子们面前，李建刚“修改”了曾经的表达：“过去我认为这是有生之年不一定看得到的，所以叫做‘梦想’，而现在，新的时代和机遇给了我们绝佳的舞台。我相信10年之内，一定能看到有一盏灯在咱们合肥被核聚变点亮。”

2月22日，李建刚院士受“墨子沙龙”的邀请，面向中国科大附中的高中生们，讲述了他心中的“太阳”。

能源问题是关乎文明发展的全人类共同问题

无论是国外的科幻大片《钢铁侠》还是国内的春节黑马《流浪地球2》，都不约而同地出现了同样的终极能源解决方案——核聚变。事实上，发展、利用核聚变技术，解决人类未来的能源问题，是一项全人类需要共同面对的课题。为这一课题贡献40载的李建刚院士，对“人类命运共同体”的理解，可能比大多数人都深刻。

人类虽然拥有漫长的文明史，但是对化石能源的大量利用是近两千年的事，尤其是进入工业社会，化石能源加速消耗，可以预见，未来的100~300年，化石能源必然枯竭，人类的文明想要继续发展，必须寻找新的能源。

其中，核聚变是公认的最佳解决方案，具备固有安全性，即使发生事故，反应立刻停止；它的反应产物十分清洁，是“碳中和”背景下的必然选择；它的原料来源广泛，原料利用率高，相对于人类文明的时间尺度来说，可以认为“取之不尽，用之不竭”。

在能源安全和碳中和两大背景下，聚变能已成为大国竞争的战略焦点。

“点火”难，“维持”亦难

核聚变虽好，实现却不易，“点火”和“持续燃烧”是人类必须攻克的两大山头。

核聚变总被称作“人造太阳”，之所以有这个“昵称”，是因为太阳的能量来源就是核聚变。人类理想中的“小太阳”，就是希望在地球上造出可控的、可以持续输出能量的、经济效益可观的核聚变装置。从20世纪50年代开始，全世界科学家为之奋斗了几十年。

“太阳”的燃烧，核心温度高达上亿摄氏度，自然不能使用普通容器，必须用强磁场将其约束起来。托卡马克就是这样一个容器，最早由前苏联人在20世纪50年代发明，很快，我国就在四川乐山建立了中国最大的磁约束聚变基地，由中国核工业西南物理研究院提出，并组织设计实施。

20世纪90年代，苏联已经着手开发第二代托卡马克，有意把第一代装置送给其他国家，在时任中科院等离子体物理研究所所长的霍裕平院士的领导下，我国用400万元人民币的生活用品交换了前苏联的一台T-7的半超导托卡马克，经过拆解、重装、改造，建成了我国第一个托卡马克，并在其上取得了一系列优于苏联的实验成果，也培养了包括李建刚在内的一批科学家。

如今，在中国若干成功运行的托卡马克中，最亮眼的莫过于中国自主设计的东方超环EAST，其依旧位于合肥科学岛上的中国科学院等离子体物理研究所，是世界上首个全超导托卡马克核聚变实验装置，由我国自主设计、研制并拥有完全知识产权。超导托卡马克是磁约束聚变发电的必由之路，利用电阻为零的特性，避免了维持强磁场所需的巨大能量消耗，使得维持燃烧和长时间发电成为可能。李建刚院士形容超导托卡马克之路“难于上青天”，超导CICC及磁体技术、总控及数采系统、2kW/4.5K大规模低温制冷系统、超高真空系统等一系列重大技术难关被我国科学家一一克服。2006年9月26日，EAST成功获得等离子体；2021年12月，EAST实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。EAST多次创造高约束等离子体稳态运行世界纪录，在稳态高性能方面处于国际领先。

要独立自主，也要广泛合作

如果说EAST是我国科学家独立自主“种太阳”的体现，“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”则代表人类通过广泛深入的合作共同实现人造太阳的梦想。在参与建设的七方中，我国进度处于七方之首，同时，一大批企业得到迅速发展、自主创新能力得到极大提高，聚变已经成为高新技术应用与转化的摇篮。

与此同时，EAST也敞开大门，对世界开放、与全球共享，持续推动围绕EAST装置开展的金砖国家聚变合作计划。

李建刚院士的40年研究生涯正是中国磁约束核聚变实现了从跟跑、并跑到部分领跑的跨越发展的40年，未来，李建刚有信心解决等离子体燃烧高效点火、稳态维持及安全控制等科学和工程问题，让核聚变点亮中国的一盏电灯。

如果说“托克马克”是李建刚核聚变事业的“太阳”，那么，在李建刚心里，还有一个美好的“太阳”——“善良和互助是根植于人类心中的文明内核，核聚变可以帮助人类摆脱资源匮乏带来的灾难和战乱，人类可以在解决能源危机的过程中互帮互助，这些都是文明发展的趋势，也是‘人类共同体’的应有之义”。

以上内容由办公区教程网摘抄自中国科普网可供大家参考！

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