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如果有一天，太陽熄滅了，我們應(yīng)該怎么辦？想象一下地球陷入黑暗，植物無法進行光合作用，地球的氣候陷入癲狂，人類就這樣進入毀滅狀態(tài)嗎？當然不會，宇宙的太陽熄滅了，我們還有人造太陽。

與其說叫人造太陽，不如說是一個可控的核電站，它模擬現(xiàn)在太陽的工作原理，進行著核聚變反應(yīng)，釋放大量的能量。太陽的能量多半都是以熱能的形式散發(fā)，而人造太陽可以轉(zhuǎn)化成人類想要的能量。有了它，我們不僅不用擔心有一天能源耗盡，甚至還不用擔心太陽熄滅。那么人造太陽，是怎么一回事呢？

太陽

太陽是宇宙中一顆普通得不能再普通的恒星，無論是大小、質(zhì)量、還是所在的位置，都沒有什么特別之處，就連年紀也不算太大，46億歲的它還是一個正當盛年的年輕恒星，它還能再熊熊燃燒大約50億年。

太陽的表面溫度高達6000攝氏度，內(nèi)核更是有1600萬攝氏度。那這些能量都是哪里來的，總不能是太陽憑空發(fā)熱吧？太陽散發(fā)的熱量，來自它擁有的氫能量。是的，整個太陽系最重的天體，占據(jù)99%以上質(zhì)量的太陽，居然是最小的氫組成的。

氫是宇宙誕生的第一個元素，也是元素之王，之后的一切都是在它的基礎(chǔ)上形成的，宇宙中自然進行的元素合成，會一直持續(xù)到26到28號元素，越往后走就越困難?？梢哉f，沒有氫元素就沒有之后的整張元素周期表。氫擁有最簡單且最原始的原子結(jié)構(gòu)，一個原子核一個電子。但是它卻可以結(jié)合成為一個新的原子——氦原子。

這種由小原子結(jié)合成為大原子的過程叫做核聚變，這也是太陽發(fā)光發(fā)熱的最主要原因。太陽就是一個巨大的核反應(yīng)堆，無時無刻不在進行聚變反應(yīng)。既然知道了它的原理，人類可以模擬一個太陽發(fā)熱系統(tǒng)。氫是地球上含量最多的元素，早在1939年人類就已經(jīng)知道了原子核的能量，之后解鎖了核聚變，造出了氫彈。核能作為未來的主要能源，人造太陽計劃自然就提上了很多掌握核技術(shù)的國家的日程。

人造太陽

人造太陽的本質(zhì)就是一個熱核聚變實驗堆，屬于核技術(shù)范疇。一聽到核，很多人的臉色都變得難看了，因為這是一項可怕的技術(shù)。它的確可以帶來化石能源無法比擬的能量，可同時，它的破壞能力也是有目共睹的。

核技術(shù)最令人畏懼的一點就是輻射，并且這個輻射不會短時間內(nèi)就消散，會在空氣、建筑中存留很久，任何有機生命體在輻射中都會遭遇基因突變。這種突變是不可逆的，直接改變了一些生物的外在特征，出現(xiàn)奇奇怪怪的病。人類歷史上有兩次嚴重的核輻射事件，一次是二戰(zhàn)的廣島長崎，第二次就是前蘇聯(lián)的切爾諾貝利核電站事故。

那么人造太陽是人類自掘墳?zāi)箚幔慨斎徊皇?，人造太陽使用的是核聚變技術(shù)，原材料是氫原子。原子彈、部分核電站使用的核裂變技術(shù)，原材料是重原子鈾、钚等，本身就具有一定的污染性。

人造太陽使用的不是簡單的核聚變，而是可控核聚變，也就是可以隨時開始隨時停止。氫原子可以從海水中提取，真正做到了無窮無盡。

人造太陽的核心是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），是前蘇聯(lián)在20世紀50年代發(fā)明的。它是一個環(huán)形磁約束受控裝置，可在上面進行核聚變反應(yīng)，相關(guān)結(jié)果以短脈沖形式產(chǎn)生，如何進行連續(xù)的反應(yīng)是需要攻克的關(guān)鍵。在裝置內(nèi)部的真空室內(nèi)加入氫的同位素氘或者氚，然后裝置運作，這時會產(chǎn)生等離子體。在高速運轉(zhuǎn)中發(fā)生核聚變反應(yīng)。

人造太陽的利用率僅僅為7‰，是所有能源中利用率最低的，可是產(chǎn)生的能量驚人，一升海水參與核聚變產(chǎn)生的能量相當于大約300升汽油。更重要的是，原料很容易就可以得到，也沒有限量。核裂變的材料鈾、钚等，不僅在地球上含量少，還存在著危害，因為它們本身就是放射性元素。

重大突破

2021年12月30日，中科院合肥研究所傳來喜訊，中國的人造太陽裝置在7000萬℃的情況下持續(xù)了17.6分鐘。這是世界上首個人造太陽裝置產(chǎn)生的脈沖超過千秒記錄。這在世界范圍內(nèi)處于最先進的水平！

前面說到過人造太陽的核心是全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置，只能產(chǎn)生短脈沖，各國的研究所都想要把脈沖的時間延長。上個世紀九十年代，歐盟、美國以及日本相繼在這方面取得了進步。我國在人造太陽的裝置上起步比較晚，最初還只能將原蘇聯(lián)T7改成HT-7。

2000年，我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置計劃開始籌備落實。經(jīng)過近10年的努力，終于得到了我們自己的核心裝置。

由于這個裝置呈現(xiàn)環(huán)形，因此中國的人造太陽又被稱作東方超環(huán)。2006年建成并投入運行。它是世界上第一個非圓截面的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置。僅僅建成三年后，2009年，東方超環(huán)首輪物理放電實驗成功。

2016年，裝置在5000萬℃的高溫下打破了世界紀錄。后來又創(chuàng)造了新的世界紀錄，可重復(fù)1.2億℃101秒和1.6億℃20秒。在這之前，世界上的同類型裝置在1億℃左右的溫度下只能維持20秒。

東方超環(huán)只有國際熱核聚變試驗堆（ITER）的1/3左右，高11米，直徑8米，重400噸。此次能夠在7000萬攝氏度下運行了17.6分鐘，打破了自己在2012年創(chuàng)下的411秒的世界紀錄。不僅對于中國今后的核聚變反應(yīng)有所幫助，還對世界各國的研究送去了參考。

東方超環(huán)是可控核聚變發(fā)電技術(shù)，不使用放射性元素，因此沒有核裂變反應(yīng)的危險。如果實驗過程出現(xiàn)意外，只需要降溫降壓，反應(yīng)過程也會立即停止，就是這么簡單。這一次創(chuàng)造新的記錄，更是讓中國直接進入到了世界領(lǐng)先水平。然而我們并沒有就此止步，中國還將再建造一個新的人造太陽，預(yù)計在2035年完成正式并正式投入運行。

未來意義

我國為什么要花費這么多精力與金錢在人造太陽上呢？這是因為，在能源緊張的今天，誰先一步掌握新的能源技術(shù)，就意味著抓住了未來。

我國每年的耗電量約為7.2萬億度，其中火力發(fā)電占總發(fā)電量70%以上，這就意味著我國必須燃燒大量的化石能源，這不僅消耗我國的資源，還會產(chǎn)生大量的二氧化碳，污染環(huán)境。如果采用人造太陽，雖然它的利用率只有7‰，但勝在其取之不盡用之不竭。

當今世界，化石能源日漸緊張，環(huán)境也在進一步惡化，西方國家為了能源撕開了丑惡的嘴臉。然而爭來爭去，還是在地球之上，只要人類沒有離開地球，那么能源耗盡的危險需要全部人類來承擔。尋找可以替代煤、石油和天然氣的新能源是關(guān)鍵。所有的新型能源中，核能目前最可能取代傳統(tǒng)化石能源，唯一的缺點就在于人們對其的掌握還處在研究狀態(tài)。

人類的核武器屬于不可控核聚變，而人造太陽屬于可控核聚變，安全性提高了許多檔次。還有就是，人造太陽的技術(shù)，不僅僅可以用在發(fā)電上，還可以用作航空航天，成為真正的核動力。能量一直是束縛人造航天器的一大關(guān)鍵，首先是用航空煤油將其發(fā)射升空，進入太空后利用太陽能，到了距離太陽很遠的地方后，才使用攜帶的能量。

目前的核電池技術(shù)只能說是初步階段，所以人造航天器在運行到一定時間后，就會出現(xiàn)電量不夠。比如旅行者號的很多零件已經(jīng)停止使用，就是為了節(jié)省電量，把能量用在刀刃上。不過科學家們很悲觀地預(yù)測，等再過一些時候，它將徹底與人類失去聯(lián)系。

如果人類可以攻克人造太陽的難關(guān)，就可以將這個技術(shù)用在之后的探測器上，那么想要飛躍太陽系不再是不可完成的夢想，我們需要的只是花時間等待。

隱隱的擔心

雖然人造太陽使用的是核聚變反應(yīng)技術(shù)，比起核裂變更安全，可并不說明它就百分之一百沒有任何問題。它模擬的是太陽，太陽發(fā)出的除了熱量，還有很多輻射，不然為什么人類不能照射太久的太陽光，不然會患上皮膚癌。即使有臭氧層抵擋了大部分紫外線，依然無法消除其對人體的傷害。

既然人類模擬的太陽，那么人造太陽勢必也存在負面影響，只是現(xiàn)在還在實驗階段，很多問題還沒有出現(xiàn)。我們當然不能等到以后投入使用后出現(xiàn)問題才去解決，那樣會造成不可挽回的損失。因此現(xiàn)階段的研究并不能說明今后的一帆風順。中國科學家們即使打破了記錄，也顯得非常低調(diào)，因為他們知道未來還有更多的困難要去克服。

核聚變是利用氫的同位素的原子結(jié)合成氦原子，最后得到的“廢料”是氦原子。但是，這個反應(yīng)中，氫的同位素氘和氚，并不會被完全利用發(fā)生反應(yīng)。

要知道核聚變的利用率只有不到1%，這就讓參與反應(yīng)的水中，總有氘氚原子被剩下，它們具有放射性，一旦這水不小心泄露出去，造成的后果是非常嚴重的。它會迅速擴散到海洋的各個角落里，而如果是流入了地下水，那么會直接威脅到人類的生存。

人類最后的能源希望寄托在了人造太陽上，它也是我們能否達到一級文明的關(guān)鍵，希望能夠在不久的將來，再次聽到好消息。

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