宇宙觀察 山海浩瀚，宇宙浪漫,。

萬物生長靠太陽

太陽發(fā)出的光讓綠色植物產(chǎn)出氧氣，而太陽的熱則給了大地合適的溫度,，讓生命得以在這里繁衍生息，雖然太陽看上去是永恒的存在,，但實(shí)際上太陽也會有燃料消耗完的一天。

因?yàn)樵?0世紀(jì)初,，物理學(xué)界了解了原子能的秘密之后,，就意識到了1.5億公里之外的太陽能量同樣來源于原子能,，只不過太陽的能量釋放屬于原子能中的核聚變，而后來人類發(fā)明的原子彈以及核電站,，都是以核裂變?yōu)槟芰縼碓吹摹?/p>

那么核裂變與核聚變的差距有多大呢？

形象比喻的話,，一千克核材料完全裂變能讓火車?yán)@地球赤道一周，而如果一千克核材料完全聚變的話,，釋放的能量足夠讓火車開到38萬公里外的月球上，也就是核聚變的能量釋放至少是核裂變的4倍,。

而且相較于核裂變的放射性污染問題，氫元素核聚變,，尤其是氦3的核聚變過程完全不產(chǎn)生放射性,，因此在掌握核裂變發(fā)電技術(shù)后,，科學(xué)家們就開始研究可控核聚變發(fā)電技術(shù),，至今仍在攻關(guān)中。

目前走在可控核聚變最前列的,，是我國位于合肥中科大科學(xué)島上的托卡馬克可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置，不僅能將1億攝氏度高溫度聚變環(huán)境維持超過100秒,，而且還能實(shí)現(xiàn)一定規(guī)模的發(fā)電效應(yīng)，只不過目前釋放的能量小于輸入的能量,，最好的結(jié)果也不過是輸出的能量略大于輸入的能量，因此無法實(shí)現(xiàn)真正的可控核聚變發(fā)電,。

那么太陽是如何實(shí)現(xiàn)可控核聚變的呢？

其實(shí)太陽之所以能穩(wěn)定將核聚變反應(yīng)持續(xù)100億年，靠的是自身的質(zhì)量和體積,，也就是太陽核心1500萬度的超高溫和3000億個(gè)地球大氣壓的超高壓，在高溫高壓的催動(dòng)下,，氫元素才得以不斷聚變釋放能量。

這種由內(nèi)到外的能量釋放,，理論上來說是會讓太陽像氫彈一樣瞬間炸開的，而這種事之所以沒有發(fā)生,，是因?yàn)樘栕陨淼馁|(zhì)量帶來的引力，剛好與內(nèi)部核聚變釋放的能量保持了平衡,，進(jìn)而才有了太陽這顆能持續(xù)100億年的黃矮星,。

而地球上的托卡馬克可控核聚變裝置,，由于無法生成太陽核心3000億倍地球大氣壓的超高壓,，所以只能用溫度來彌補(bǔ)，這也是為什么托卡馬克裝置內(nèi)的溫度要達(dá)到1億度才行,，壓力不夠就得溫度來湊。

當(dāng)然了,，上億攝氏度的高溫肯定不能用尋常辦法來約束,，物理學(xué)家目前約束高溫等離子體的方法都是非接觸法,，也就是磁約束或者激光約束，這兩種辦法可以避免接觸托卡馬克裝置的內(nèi)壁,。

我國的可控核聚變進(jìn)展

自2000年起，我國自主研發(fā)的全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置開始落實(shí),，選址在合肥市科學(xué)島。2006年，HT-7全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克裝置正式建成,，中文名為東方超環(huán)。

2016年,，東方超環(huán)首次實(shí)現(xiàn)了5000萬攝氏度持續(xù)時(shí)間最長的等離子體放電，隨后在2018年和2021年相繼實(shí)現(xiàn)了1.2億度維持101秒和1.6億度20秒,，打破了韓國之前1億度持續(xù)20秒的記錄。

2021年12月30日,，利用東方超環(huán)實(shí)現(xiàn)了7000萬攝氏度下長脈沖高參數(shù)等離子體持續(xù)運(yùn)行1056秒，這是人類首次實(shí)現(xiàn)人造太陽持續(xù)脈沖過千秒,，對世界的可控核聚變發(fā)展來說都具有里程碑的意義,。

一切順利的話,，2035年左右我國就能研制出第一個(gè)可控核聚變裝置,，屆時(shí)可控核聚變帶來的近乎無限的電力，將讓我國乃至全人類徹底擺脫能源危機(jī),，在一公斤氫聚變產(chǎn)生的能量相當(dāng)于2萬噸標(biāo)準(zhǔn)煤，氫元素又能從海水中被大量提取的情況下,，可控核聚變反應(yīng)堆就是當(dāng)之無愧的人造太陽。

可控核聚變的未來應(yīng)用

在未來的航天探索中,，前往太陽系外側(cè)乃至系外行星的旅程肯定不能再以化學(xué)動(dòng)力為主，因此可控核聚變?yōu)槟茉吹娘w船必將取代目前簡陋的化學(xué)動(dòng)力航天器,，將人類文明的宇宙航行速度從光速的萬分之一提升到光速的百分之一甚至是十分之一，也就是每秒3000公里到每秒3萬公里,。

雖然現(xiàn)在看起來可控核聚變的路途還很遙遠(yuǎn)，但只要不斷前進(jìn),，總有一天夢想也會照進(jìn)現(xiàn)實(shí),。