汽车无需加油充电、城市永不黑暗、星际旅行成为日常……你想象过这种拥有“永动机”的未来吗？当“人造太阳”被点亮，能源结构被改写，这些眼下还只是科幻的场景就可能变成现实。而这一次，中国正全力冲刺，有望率先实现。
那么，到底什么是“人造太阳”？科学家们要怎样在地球上造出并点亮一个“人造太阳”？本期节目邀请中核集团聚变领域首席科学家段旭如，披露我国“人造太阳”的最新进展。
《流浪地球》成真？
“人造太阳”到底是个啥？
说到“人造太阳”，让我们先了解一个名词：可控核聚变。《流浪地球》中，行星发动机所使用的就是这种技术。段旭如介绍，从1升海水里提取的氘，其聚变反应产生的能量就相当于燃烧300升汽油。因此，“可控核聚变”也被看作是人类未来解决能源需求的终极方案。
然而，太阳靠核聚变发光发热，人类想在地球上复制这个过程，需要怎么做？简单来说，就是把氢的同位素“氘”加热到上亿度高温（比太阳核心还高），让它们撞在一起释放巨大能量。但想“驯服”如此高温的等离子体难如登天——要用强大磁场将它们“关”在装置里，还要解决“没有任何材料能扛得住上亿度轰击”的逆天难题。这个等离子体第一壁的研发，也就成为了难度和挑战最大的任务之一。
段旭如介绍，我国于2003年被邀请以完全平等伙伴的身份参与了当时全球规模最大、最具影响力的合作项目“国际热核聚变实验堆（ITER）”计划，之后主动选择了等离子体第一壁的研发任务。如今，在我国新一代人造太阳“中国环流三号”装置上，已经实现了等离子体离子温度和电子温度双亿度的运行。
中国有望点亮“人造太阳”
根据科学家们的规划，我国将率先在全球范围内实现“聚变能发电演示”，届时，中国将有望成为第一个真正点亮核聚变之光，也就是“人造太阳”的国家。
段旭如说，到2027年，“中国环流三号”将成为全球唯一具备开展“燃烧等离子体实验”条件的装置。而对于“人造太阳”的未来，他更充满信心地表示：我们计划于2035年建成实验堆，2045年建成示范堆。从这个进度来说，中国很有可能用聚变能点亮世界上的第一盏灯。
中国人“种太阳”的热情具象化了
回顾过去，全球工业革命的红利主要靠化石能源，欧美发达国家早早就把石油、天然气等资源攥在手里，我们长期在能源贸易上看别人的脸色。而“人造太阳”是一次重新洗牌的机会！段旭如表示，我们国家不缺海水，聚变的燃料就握在自己手中，一旦技术率先突破，我们就能直接领跑下一场能源革命。除此之外，建“人造太阳”也是为了全人类的未来：风电、光电不稳定，目前的核裂变发电技术会产生废料，想要实现双碳目标，甚至彻底摆脱能源束缚，聚变能是可以一揽子解决问题的终极方案。
无经验可依
科学家如何破解“生死棋”？
在研发能承受上亿度高温的第一壁材料时，技术负责人长时间无法攻克难题，曾深夜焦虑到打电话向段旭如诉苦，说“没法做了”。段旭如说，他很理解这样的感受，因为前方没有参考答案，每一次尝试的确都如履薄冰，一旦失败，不仅项目受阻，国家也可能面临巨大损失。他坦言，随着中国聚变研究走向世界前沿，在国际合作中自己也变得更加“纠结”，连回复一封邮件都要反复斟酌，因为一个用词不当，就可能引发国际误解，影响整个合作项目的信任与推进。而这份“纠结”，本质上也是对科学的极致负责。
段旭如同时表示，好在我们国家有独特优势，可以举全国之力来办大事，这是其他国家没法比的。遇到技术难题，一些企业也会不计代价、成本来支持。近乎“强迫症”的严谨加上坚定不移的信念，正在让中国聚变从追赶到并跑，一步步接近点亮“第一盏灯”的时刻。
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来源 | 央视一套
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主编 | 刘洋
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