近期，我國多項科技成果發(fā)布，嫦娥五號成功登月采樣、量子計算原型機(jī)“九章”問世、“華龍一號”全球首堆并網(wǎng)成功、新一代“人造太陽”首次放電……科技界好消息不斷。

其中，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置于12月4日在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電，標(biāo)志著中國自主掌握了核聚變實(shí)驗(yàn)研究裝置，也就是新一代人造太陽裝置的設(shè)計、建造、運(yùn)行技術(shù)，為我國未來開發(fā)核聚變能打下基礎(chǔ)。

核能的產(chǎn)生主要有核聚變和核裂變兩種方式。核聚變，可以理解為兩個小質(zhì)量的原子聚合成一個較大的原子，釋放出巨大能量，太陽的能量也是源于此，是人類未來的理想能源。核聚變的反應(yīng)原料可以說是取之不盡、用之不竭，它們就是氫的同位元素氘和氚，這兩種元素在海水里面就有很大的存量。

核聚變的優(yōu)勢十分突出，但發(fā)生過程極為困難，由于原子核的結(jié)構(gòu)很堅固，想讓兩個原子結(jié)合就必須突破原子核結(jié)構(gòu)的屏障，因此需要用特別高的速度進(jìn)行碰撞，而產(chǎn)生高速的條件就是需要高溫。

以太陽為例，它之所以開啟核聚變是因?yàn)槠滟|(zhì)量大引力強(qiáng)，引力強(qiáng)進(jìn)而導(dǎo)致壓力大，壓力大溫度就高。但地球上并不具備這樣的環(huán)境，所以就需要人工升溫，而這個溫度值至少要一億度以上。

氫彈就是利用了這個原理，它是靠中心原子彈爆炸所產(chǎn)生一億度以上的高溫，再引爆氘和氚發(fā)生核聚變。而可控核聚變是讓核聚變過程的劇烈程度降低，達(dá)到逐步釋放可控，所以目前世界上主流的可控核聚變分為兩種，一種叫做激光約束核聚變，它的過程是將反應(yīng)物放在裝置中間，然后打很多激光上去。

另一種叫做磁約束核聚變，通常是在一個圓環(huán)裝置里面進(jìn)行，它叫做托卡馬克裝置，其中蘊(yùn)含了巨大的能量，而承載這個能量的載體叫做等離子體，它們在磁場中會受到洛倫茲力的作用，進(jìn)而會在磁場中進(jìn)行循環(huán)的圓周運(yùn)動。

但激光約束核聚變存在一個問題，雖然激光達(dá)到一億度的高溫值并不難，但目前地球上沒有任何一種材料做的容器可以承受住反應(yīng)物。而磁約束核聚變解決了這個問題，不過面臨的難度還是很大，從放電到發(fā)電其實(shí)還有很長一段路要走，此次成功放電只是說明全新一代的裝置已經(jīng)建設(shè)完畢。

“人造太陽”中國環(huán)流器二號M裝置是我國目前規(guī)模最大、參數(shù)最高的先進(jìn)托卡馬克裝置，是我國新一代先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)研究裝置，采用更先進(jìn)的結(jié)構(gòu)與控制方式，等離子體體積達(dá)到國內(nèi)現(xiàn)有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2．5兆安培以上，等離子體離子溫度可達(dá)到1．5億度，能實(shí)現(xiàn)高密度、高比壓、高自舉電流運(yùn)行，是實(shí)現(xiàn)我國核聚變能開發(fā)事業(yè)跨越式發(fā)展的重要依托裝置，也是我國消化吸收ITER技術(shù)不可或缺的重要平臺。

據(jù)介紹，我國核能發(fā)展實(shí)施“熱堆－快堆－聚變堆”三步走戰(zhàn)略中，將聚變能作為解決能源問題的最終一步。開發(fā)核聚變能不僅是解決我國能源戰(zhàn)略需求的途徑，對我國未來能源與國民經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展具有重大戰(zhàn)略意義。