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中國(guó)核聚變120秒穩(wěn)態(tài)運(yùn)行新突破,“人造太陽(yáng)”照亮能源未來新征程

   發(fā)布時(shí)間:2026-01-11 04:40 作者:沈瑾瑜

當(dāng)人們談?wù)撃茉锤锩鼤r(shí),一個(gè)顛覆性的突破正在改寫人類能源史——中國(guó)科學(xué)家在核聚變領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)120秒穩(wěn)態(tài)高約束模式運(yùn)行,這項(xiàng)被國(guó)際同行稱為"人造太陽(yáng)"里程碑的成果,標(biāo)志著人類向終極清潔能源邁出了關(guān)鍵一步。

不同于傳統(tǒng)核電站采用的核裂變技術(shù),核聚變模擬的是太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的原理。科學(xué)家通過將氫的同位素氘和氚加熱至1.5億攝氏度(太陽(yáng)核心溫度的10倍),使原子核發(fā)生聚合形成氦原子,這個(gè)過程中釋放的能量是同等質(zhì)量煤炭的數(shù)百萬倍。更令人振奮的是,氘可從海水中提取,全球海洋中的氘儲(chǔ)量足夠支撐人類使用數(shù)十億年,且聚變產(chǎn)物僅為無害的氦氣,徹底解決了核廢料處理和泄漏風(fēng)險(xiǎn)兩大難題。

實(shí)現(xiàn)核聚變的關(guān)鍵在于"穩(wěn)定"二字。此前全球?qū)嶒?yàn)裝置大多只能維持?jǐn)?shù)秒的脈沖式反應(yīng),如同用打火機(jī)點(diǎn)燃火柴的瞬間光芒。中國(guó)科學(xué)家此次突破,相當(dāng)于將短暫的火光轉(zhuǎn)化為持續(xù)燃燒的爐火。全超導(dǎo)托卡馬克裝置(EAST)通過創(chuàng)新設(shè)計(jì)的超導(dǎo)磁體系統(tǒng),成功將高溫等離子體約束在真空室內(nèi)長(zhǎng)達(dá)120秒,期間能量注入與輸出達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡,這項(xiàng)成就被歐洲核聚變研究組織評(píng)價(jià)為"改變游戲規(guī)則的技術(shù)突破"。

這項(xiàng)突破蘊(yùn)含著三重戰(zhàn)略價(jià)值。在能源轉(zhuǎn)型層面,核聚變提供的穩(wěn)定基荷電力可與風(fēng)電、光伏形成互補(bǔ),構(gòu)建零碳能源體系。據(jù)測(cè)算,一座1吉瓦的核聚變電站每年可減少二氧化碳排放800萬噸,相當(dāng)于種植4.4億棵樹。在科技競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域,該成果證明中國(guó)在耐高溫材料、等離子體控制、超導(dǎo)技術(shù)等關(guān)鍵領(lǐng)域已實(shí)現(xiàn)從跟跑到領(lǐng)跑的跨越。全球最大國(guó)際科研合作項(xiàng)目ITER(國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆)總干事比戈指出:"中國(guó)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為ITER裝置調(diào)試提供了關(guān)鍵參數(shù),將縮短全球核聚變商用進(jìn)程至少5年。"

盡管前景光明,但通往商用的道路仍充滿挑戰(zhàn)。當(dāng)前實(shí)驗(yàn)的能量增益因子Q值僅為0.5(輸出能量為輸入能量的一半),而商用需要達(dá)到Q>10。科學(xué)家們正攻關(guān)更高約束模式、新型超導(dǎo)材料等核心技術(shù),預(yù)計(jì)到2050年前后可建成首個(gè)示范電站。值得注意的是,中國(guó)已啟動(dòng)中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR)設(shè)計(jì)工作,該裝置將集成EAST經(jīng)驗(yàn)與ITER技術(shù),為最終商用堆奠定基礎(chǔ)。

在這場(chǎng)關(guān)乎人類命運(yùn)的能源競(jìng)賽中,120秒的突破猶如黎明前的第一縷曙光。當(dāng)未來的孩子們追問能源起源時(shí),今天的科學(xué)家們用智慧與汗水書寫著答案——那束來自"人造太陽(yáng)"的光芒,正在照亮人類文明的永續(xù)之路。

 
 
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