1月20日，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）在安徽合肥創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，首次實現(xiàn)1億攝氏度1066秒的高約束模等離子體運(yùn)行，標(biāo)志我國聚變能源研究實現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實踐的重大跨越。
“人造太陽”是什么？如何理解這個突破？未來真正實現(xiàn)可應(yīng)用的核聚變發(fā)電，我們還需要繼續(xù)做什么？
1億攝氏度突破1066秒，意味著什么？
超過1億攝氏度能夠穩(wěn)定運(yùn)行1066秒，這件事情本身到底意味著什么，我們離真正的核聚變發(fā)電還有多遠(yuǎn)？
同時，很多國家都在進(jìn)行類似的研究，那么目前在全世界范圍來看，我國EAST裝置處于一個怎樣的水平？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，這是一個非常重要的里程碑，從此將從前沿的基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工程實踐，向聚變能應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。“億度千秒”的難點在于，我們要把這一團(tuán)火，相當(dāng)于太陽表面溫度的6到7倍，像火球一樣的等離子體運(yùn)速到上千秒，難度是非常難，這應(yīng)該是目前五十多年的研究中，從物理研究向工程實踐邁出的堅實的一步。
宋云濤稱，EAST裝置就是所說的中國人造小太陽，是我國建成的世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克裝置，這里有很多的核心技術(shù)，也存在很多的技術(shù)挑戰(zhàn)，有超高真空、超大電流、超強(qiáng)磁場等很多這樣的技術(shù)攻關(guān)。通過這次實驗，這幾年來，一直從100秒到400秒再到1000秒，這完全是由中國的磁約束核聚變團(tuán)隊來保持這樣的世界紀(jì)錄。在國際上排在第二方陣的，目前是在70秒到100秒，所以這一次能夠?qū)崿F(xiàn)1000秒，標(biāo)志著我國在高溫等離子體、高約束模等離子體、磁約束研究方面走到了世界前列。
實現(xiàn)“億度千秒”，接下來的目標(biāo)是什么？
走到世界的前列真的很不容易，100秒、400秒、1000秒，2023年時實現(xiàn)的是403秒，用了一年多的時間實現(xiàn)了千秒，那么我們的下一個目標(biāo)是什么？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，能持續(xù)的時間是非常重要的，但磁約束聚變研究就像馬拉松賽跑一樣，不僅要跑得快，還要跑得遠(yuǎn)。所以，接下來不僅在持續(xù)時間上，還要在等離子體密度、等離子體溫度等各個方面瞄準(zhǔn)未來聚變能的商業(yè)應(yīng)用，做進(jìn)一步的攻關(guān)研究。
人造太陽建設(shè)和研究中，有哪些艱難時刻？
EAST建設(shè)研究進(jìn)行十幾年的時間了，過去這十幾年中，研究團(tuán)隊遇到的艱難時刻是哪些，又是怎么過來的？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，這十幾年來，每天的聚變研究如履薄冰，每天會遇到各種各樣的工程和物理問題。聚變研究是一個系統(tǒng)龐大的工程，難度就是平時所說的“難于上青天”，在做的過程中，經(jīng)歷了很多困難。
比如，在十八年前要建超導(dǎo)托卡馬克的裝置，必須有超導(dǎo)材料，當(dāng)時西方國家說可以給中國提供超導(dǎo)材料，但是一夜之間又說不給了。
后來，只能靠自主創(chuàng)新，團(tuán)隊和企業(yè)界一起來合作、創(chuàng)新，把超導(dǎo)材料進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，現(xiàn)在中國的超導(dǎo)材料、超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)該位居世界前列，而且人造太陽上所有的超導(dǎo)材料應(yīng)用都實現(xiàn)了國產(chǎn)化。同時，還給醫(yī)療、工業(yè)界提供了很多材料，目前世界上60%～70%的比例會來購買中國的超導(dǎo)材料。
在做人造太陽過程中，有很多這樣的故事，只能靠技術(shù)攻關(guān)，每天遇到問題、解決問題，不僅有工程問題，還有物理問題，所以研究團(tuán)隊已經(jīng)進(jìn)行了十五萬次的實驗，在十五萬次實驗中不斷探索和摸索。
中國距離第一座“聚變商業(yè)電站”還有多遠(yuǎn)？
現(xiàn)在有一些媒體報道說，全世界范圍來看，預(yù)估2035年會有第一座用聚變來發(fā)電的電廠正式運(yùn)營，就我們國家來說，距離第一座核聚變的電廠還有多遠(yuǎn)，目前還需要做一些什么樣的突破？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，個人認(rèn)為隨著國家科技創(chuàng)新不斷投入，不斷增強(qiáng)，中國有第一座“聚變商業(yè)電站”的夢想應(yīng)該在10到20年突破。接下來，要用3到5年的時間建成氘氚燃燒的聚變裝置，就是全超導(dǎo)的裝置的輸出要大于輸入。
宋云濤稱，現(xiàn)在的人造太陽，包括國內(nèi)的物理實驗裝置基本還構(gòu)成不了輸出大于輸入的。接下來，比如正在建設(shè)全超導(dǎo)的緊湊型聚變裝置，輸出大于輸入5倍，到2035年希望建成中國的聚變釋放堆，輸出大于輸入20倍，這樣就開啟了人類的國家聚變能源的商業(yè)應(yīng)用。
核聚變能源或許能幫助人類實現(xiàn)星際航行
可能會有很多人有這樣的疑問，現(xiàn)在獲取電能的方式有很多種，為什么要投入這么大的精力研究核聚變發(fā)電這樣一個項目？最終是要解決什么問題？未來通過聚變的方式獲取的能源或者能量，還可以用在哪些地方？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，核聚變能源是一種清潔高效的能源，現(xiàn)在人類大部分使用的都是化石燃料，對于環(huán)境和人類的影響非常大。如果實現(xiàn)聚變能，對人類的環(huán)境是非常友好的。
宋云濤稱，人類第一次工業(yè)革命之前只有馬車，馬車只能把人類從一個村莊帶到另一個村莊；工業(yè)革命之后，有了火車、飛機(jī)，可以把人類從一個國家?guī)硗獾膰?。如果核聚變能源一旦實現(xiàn)，就能夠把人類從這個星球帶往另外一個星球，那么人類的星際航行就能夠?qū)崿F(xiàn)。
當(dāng)我國第一座“聚變商業(yè)電站”誕生后，我國的能源供給是怎樣的圖景？
暢想一下，未來如果我們真的擁有一座聚變的發(fā)電廠之后，我們國家能源的結(jié)構(gòu)會發(fā)生一個怎樣的變化，能源供給的結(jié)構(gòu)又是一幅怎樣的新圖景？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，一旦實現(xiàn)核聚變能源商業(yè)應(yīng)用，一定會帶來人類文明的改變和生存方式的改變，會給生活方式帶來翻天覆地的變化。因為現(xiàn)在人類基本上使用的化石燃料，環(huán)境會遭受污染，而且化石燃料是有限的。一旦實現(xiàn)核聚變能源應(yīng)用，人類有了磁約束核聚變，再加上其他綠色能源，能夠進(jìn)行互補(bǔ)，可以讓人類環(huán)境更加美好。
1月20日，中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）在安徽合肥創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，首次實現(xiàn)1億攝氏度1066秒的高約束模等離子體運(yùn)行，標(biāo)志我國聚變能源研究實現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實踐的重大跨越。
“人造太陽”是什么？如何理解這個突破？未來真正實現(xiàn)可應(yīng)用的核聚變發(fā)電，我們還需要繼續(xù)做什么？
1億攝氏度突破1066秒，意味著什么？
超過1億攝氏度能夠穩(wěn)定運(yùn)行1066秒，這件事情本身到底意味著什么，我們離真正的核聚變發(fā)電還有多遠(yuǎn)？
同時，很多國家都在進(jìn)行類似的研究，那么目前在全世界范圍來看，我國EAST裝置處于一個怎樣的水平？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，這是一個非常重要的里程碑，從此將從前沿的基礎(chǔ)研究轉(zhuǎn)向工程實踐，向聚變能應(yīng)用邁進(jìn)了一大步。“億度千秒”的難點在于，我們要把這一團(tuán)火，相當(dāng)于太陽表面溫度的6到7倍，像火球一樣的等離子體運(yùn)速到上千秒，難度是非常難，這應(yīng)該是目前五十多年的研究中，從物理研究向工程實踐邁出的堅實的一步。
宋云濤稱，EAST裝置就是所說的中國人造小太陽，是我國建成的世界上第一個全超導(dǎo)托卡馬克裝置，這里有很多的核心技術(shù)，也存在很多的技術(shù)挑戰(zhàn)，有超高真空、超大電流、超強(qiáng)磁場等很多這樣的技術(shù)攻關(guān)。通過這次實驗，這幾年來，一直從100秒到400秒再到1000秒，這完全是由中國的磁約束核聚變團(tuán)隊來保持這樣的世界紀(jì)錄。在國際上排在第二方陣的，目前是在70秒到100秒，所以這一次能夠?qū)崿F(xiàn)1000秒，標(biāo)志著我國在高溫等離子體、高約束模等離子體、磁約束研究方面走到了世界前列。
實現(xiàn)“億度千秒”，接下來的目標(biāo)是什么？
走到世界的前列真的很不容易，100秒、400秒、1000秒，2023年時實現(xiàn)的是403秒，用了一年多的時間實現(xiàn)了千秒，那么我們的下一個目標(biāo)是什么？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，能持續(xù)的時間是非常重要的，但磁約束聚變研究就像馬拉松賽跑一樣，不僅要跑得快，還要跑得遠(yuǎn)。所以，接下來不僅在持續(xù)時間上，還要在等離子體密度、等離子體溫度等各個方面瞄準(zhǔn)未來聚變能的商業(yè)應(yīng)用，做進(jìn)一步的攻關(guān)研究。
人造太陽建設(shè)和研究中，有哪些艱難時刻？
EAST建設(shè)研究進(jìn)行十幾年的時間了，過去這十幾年中，研究團(tuán)隊遇到的艱難時刻是哪些，又是怎么過來的？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，這十幾年來，每天的聚變研究如履薄冰，每天會遇到各種各樣的工程和物理問題。聚變研究是一個系統(tǒng)龐大的工程，難度就是平時所說的“難于上青天”，在做的過程中，經(jīng)歷了很多困難。
比如，在十八年前要建超導(dǎo)托卡馬克的裝置，必須有超導(dǎo)材料，當(dāng)時西方國家說可以給中國提供超導(dǎo)材料，但是一夜之間又說不給了。
后來，只能靠自主創(chuàng)新，團(tuán)隊和企業(yè)界一起來合作、創(chuàng)新，把超導(dǎo)材料進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，現(xiàn)在中國的超導(dǎo)材料、超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)該位居世界前列，而且人造太陽上所有的超導(dǎo)材料應(yīng)用都實現(xiàn)了國產(chǎn)化。同時，還給醫(yī)療、工業(yè)界提供了很多材料，目前世界上60%～70%的比例會來購買中國的超導(dǎo)材料。
在做人造太陽過程中，有很多這樣的故事，只能靠技術(shù)攻關(guān)，每天遇到問題、解決問題，不僅有工程問題，還有物理問題，所以研究團(tuán)隊已經(jīng)進(jìn)行了十五萬次的實驗，在十五萬次實驗中不斷探索和摸索。
中國距離第一座“聚變商業(yè)電站”還有多遠(yuǎn)？
現(xiàn)在有一些媒體報道說，全世界范圍來看，預(yù)估2035年會有第一座用聚變來發(fā)電的電廠正式運(yùn)營，就我們國家來說，距離第一座核聚變的電廠還有多遠(yuǎn)，目前還需要做一些什么樣的突破？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，個人認(rèn)為隨著國家科技創(chuàng)新不斷投入，不斷增強(qiáng)，中國有第一座“聚變商業(yè)電站”的夢想應(yīng)該在10到20年突破。接下來，要用3到5年的時間建成氘氚燃燒的聚變裝置，就是全超導(dǎo)的裝置的輸出要大于輸入。
宋云濤稱，現(xiàn)在的人造太陽，包括國內(nèi)的物理實驗裝置基本還構(gòu)成不了輸出大于輸入的。接下來，比如正在建設(shè)全超導(dǎo)的緊湊型聚變裝置，輸出大于輸入5倍，到2035年希望建成中國的聚變釋放堆，輸出大于輸入20倍，這樣就開啟了人類的國家聚變能源的商業(yè)應(yīng)用。
核聚變能源或許能幫助人類實現(xiàn)星際航行
可能會有很多人有這樣的疑問，現(xiàn)在獲取電能的方式有很多種，為什么要投入這么大的精力研究核聚變發(fā)電這樣一個項目？最終是要解決什么問題？未來通過聚變的方式獲取的能源或者能量，還可以用在哪些地方？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，核聚變能源是一種清潔高效的能源，現(xiàn)在人類大部分使用的都是化石燃料，對于環(huán)境和人類的影響非常大。如果實現(xiàn)聚變能，對人類的環(huán)境是非常友好的。
宋云濤稱，人類第一次工業(yè)革命之前只有馬車，馬車只能把人類從一個村莊帶到另一個村莊；工業(yè)革命之后，有了火車、飛機(jī)，可以把人類從一個國家?guī)硗獾膰?。如果核聚變能源一旦實現(xiàn)，就能夠把人類從這個星球帶往另外一個星球，那么人類的星際航行就能夠?qū)崿F(xiàn)。
當(dāng)我國第一座“聚變商業(yè)電站”誕生后，我國的能源供給是怎樣的圖景？
暢想一下，未來如果我們真的擁有一座聚變的發(fā)電廠之后，我們國家能源的結(jié)構(gòu)會發(fā)生一個怎樣的變化，能源供給的結(jié)構(gòu)又是一幅怎樣的新圖景？
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長宋云濤表示，一旦實現(xiàn)核聚變能源商業(yè)應(yīng)用，一定會帶來人類文明的改變和生存方式的改變，會給生活方式帶來翻天覆地的變化。因為現(xiàn)在人類基本上使用的化石燃料，環(huán)境會遭受污染，而且化石燃料是有限的。一旦實現(xiàn)核聚變能源應(yīng)用，人類有了磁約束核聚變，再加上其他綠色能源，能夠進(jìn)行互補(bǔ)，可以讓人類環(huán)境更加美好。
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