人造太阳其实就是人们所说的可控核聚变这个技术。太阳核心的温度达到了1500万摄氏度,这个温度是依靠巨大的压力来维持的。在地球上则需要达到1亿摄氏度以上的温度,并且要借助强磁场来把等离子体托住,也就是托卡马克装置这种设备。

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核聚变这个反应需要温度足够高、密度足够大以及约束时间足够长这三个条件共同满足。1亿摄氏度的等离子体是相对容易发生扰动的,而边缘局域模这种不稳定现象会烧坏装置的内壁,在这之前的实验最多只能维持几百秒的时间。

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中科院合肥团队运用了“钨铜串接偏滤器”以及实时反馈控制算法这种技术手段,实现了在1.2亿摄氏度下等离子体完全不会碰到内壁,并且稳定运行了将近18分钟的时间。这样一来,就从原理的层面上证明了高约束模式这个形态是可以长期持续下去的,同时也打破了国际主流脉冲运行方式的那种认知。

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日本方面起初是不太相信这个结果的。在复现了相关实验之后,就证实了中国所走的这条路子是相对靠谱的。全球的聚变研究领域也因此调整了它们的研究方向。

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在商用方面,好处是相当多的。氘这种元素可以从海水当中提取出来,一升海水当中的氘所蕴含的能量,它的量级相当于300升汽油。全球海水当中的氘足够使用上百亿年之久。产生的产物是没有任何辐射的,不会排放二氧化碳,并且这个装置本身也是相对安全的。

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电费方面会变得近乎为零。电动车可以进行免费充电这种操作。高耗能产业的成本会得到大幅度的降低。海水淡化的成本会变得相对廉价。沙漠可以变成绿洲。粮食问题会得到解决。化石燃料会逐步退出历史舞台。全球变暖的问题会得到缓解。

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中国在这个领域从跟跑的状态转变成了领跑的状态。ITER这个国际项目原本计划是在2035年实现,而中国在2025年就提前实现了它的目标,并且ITER项目也借鉴了中国所运用的技术。它的路线图是这样的:2030年建设CFETR这个装置,2040年建成示范电站,2050年实现商用化。

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本次的突破解决了原理层面的问题,剩下的就是工程方面的难题了。中国的执行力是相对较强的,2050年实现商用化的这个目标有可能会提前到来。未来的一代人或许会生活在能源免费的时代当中。

曾经连洋火洋钉这种基础物品都需要从国外进口。如今在人造太阳这个领域取得了领先地位。这背后是几代科研人员在合肥科学岛这个地方默默地耕耘所换来的结果。