在地球上“种”太阳

张恒

自入冬以来，南方连月阴雨绵绵，广大网友纷纷吐槽“太阳去流浪”了。在网友呼吁要“种太阳”之际，一条重量级新闻点燃了网络——“人造太阳”真的来了。

我国大科学装置“人造太阳”——东方超环（EAST）取得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿摄氏度。与此同时，本次实验获得的多项实验参数，接近了未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，也为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了技术基础。

很多人会问，什么是核聚变？什么是“人造太阳”？EAST又是什么样的“人造太阳”？

核聚变是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。在此过程中，物质没有守恒，因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子（能量）。相较于核裂变发电，核聚变产生的核废料半衰期极短、安全性也更高。而且，聚变燃料来源广泛，比如核聚变的最佳燃料——氘核与氚核，可直接取自海水，来源几乎取之不尽。

我们知道，宇宙中闪耀着璀璨光芒的恒星，其能量来源实际上就是核聚变。聚变能是点亮宇宙的“供电系统”。深邃漆黑的宇宙都能被聚变能点亮，那么，如果我們将这套“供电系统”复制到地球，不就可以解决人类的电能、热能等能源问题了吗？于是“人造太阳”这种承载核聚变反应的特殊装置被科学家设计出来了。

EAST装置是中科院等离子体所自主设计、研制并拥有完全知识产权的磁约束核聚变实验装置，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克（一种核聚变的环形装置），也是我国第四代核聚变实验装置。作为我国的大科学装置，它长得像一个甜甜圈。实际上，萌萌的外形下， EAST是个“极端条件综合体”，因为它具有上亿摄氏度的“超高温”、零下269摄氏度的“超低温”“超大电流”“超强磁场”等诸多条件。同时它也是位“世界纪录刷新能手”——从约束时间来说，2012年创造了32秒高约束模世界纪录，2016年又获得了超过60秒的稳态高约束模，2017年又创造了101.2秒高约束模等离子体运行的世界纪录。大家关注的这次“1亿度”实验，更是标志着EAST装置在电子温度这一重要参数上获得了重大突破。

说到这里，不得不提另一个“人造太阳”ITER。ITER是2006年成立的国际最大科学合作项目，由美国、日本、中国、俄罗斯、欧盟等参与，也是目前在建的最大“人造太阳”。中国2007年参与ITER计划后，承担制造ITER一些关键部件和开展EAST装置上的聚变研究，具备了从堆芯到工程所有环节的设计能力。于是，中国下一代“人造太阳”——中国聚变工程实验堆（CFETR）应运而生。要建设CFETR，就要有实验堆关键部件的预研基地。2018年初，国家发改委宣布聚变堆主机关键系统综合研究设施在合肥集中建设;今年初，聚变堆主机关键系统综合研究设施项目可行性研究报告获发改委正式批复。

从EAST到聚变堆主机关键系统，再到CFETR，网友们欢呼：真能“种”太阳了。