上熱搜！中國可控核聚變取得重大突破

根據8月26日中核集團公衆號發佈的消息透露，中國的新一代人造太陽“中國環流三號”在科研領域取得了重大的突破性進展。首次實現了在100萬安培的等離子體電流下進行高約束模式運行，這進一步刷新了我國磁約束聚變裝置的運行紀錄。

中國環流三號

2020年12月4日14時02分，新一代“人造太陽”裝置——中國環流器二號M裝置（HL-2M）在成都建成並實現首次發電，標誌着中國自主掌握了大型先進託卡馬克裝置的設計、建造、運行技術，爲我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實基礎。

也就是說，中國可控核聚變終於發電了。但是目前還不能商業化。因爲維持可控核聚變所投入的能量遠遠大於可控核聚變發電產生的能量。

中國環流器三號是中國自主設計研製的可控核聚變大科學裝置，它也被稱爲新一代“人造太陽”。

突破點

此次突破了等離子體大電流高約束模式運行控制、高功率加熱系統注入耦合、先進偏濾器位形控制等關鍵技術難題，是我國核聚變能開發進程中的重要里程碑，標誌着我國磁約束核聚變研究向高性能聚變等離子體運行邁出重要一步。

可控核聚變原理

可控核聚變裝置只做三件事：高溫，高壓，高濃度。

把一堆氫元素放到一個密閉裝置內，如果什麼都不操作，它們幾乎不可能聚變成氦。

如果密閉裝置內的溫度不斷提高，氫元素就會加大運動的劇烈程度。因爲溫度的本質就是微觀粒子運動劇烈程度的表現。

溫度越高，氫元素運動越劇烈，氫原子與氫原子的撞擊就更加劇烈。

但是這還不夠，如果氫原子之間的距離很大，那麼撞擊的效果就會被稀釋，所以需要縮小氫原子之間的距離，也就是加壓。

這時候氫原子之間的距離很近，況且溫度還高，撞擊就會十分劇烈，其中一部分就會撞擊融合成氦原子並釋放能量。

但是這效率還是不夠，我們可以增加裝置內氫原子的密度，也就是濃度。這樣一來，氫原子就更多，更擁擠了，再加上高溫，那聚變成氦的效率就更高了。

這就是可控聚變所需的高溫，高壓，高濃度。

高壓和高濃度好解決，關鍵是高溫。目前可控核聚變裝置需要的溫度在億度的量級上。

在可控核聚變領域，主要的約束方式包括引力約束、慣性約束以及磁約束等，高約束模式（H模）是磁約束核聚變中一種典型的先進運行模式，該模式被選爲即將在全世界範圍內正在建造的國際熱核聚變試驗堆（ITER）的標準運行模式。這種模式的應用能夠有效地提升等離子體的整體約束性能，進而提升未來聚變堆的經濟性能。

國際事件

美國勞倫斯利佛摩國家實驗室（LLNL）在2022年12月5日首次實現了能量淨收益的可控核聚變。該實驗利用192道激光聚焦目標提供了2.05兆焦耳的能量，超過了聚變閾值，成功產生了3.15兆焦耳的聚變能量輸出。 

總結

中國的新一代人造太陽“中國環流三號”的重要突破將進一步推動核聚變技術的發展。這項科學研究的進展對實現長期可持續的清潔能源供應來說具有重要意義，併爲人類應對能源問題提供了有力支持。預計在未來，隨着核聚變技術的進一步完善和應用，人類將能夠實現更加可靠和高效的清潔能源供給，爲解決全球的能源難題作出重大貢獻，到時候我們遠航銀河的夢想終將實現！