【球盟会】上热搜！中国可控核聚变取得重大突破

摘要

根据8月26日中核集团公众号发布的消息透露，中国的新一代人造太阳“中国环流三号”在科研领域取得了重大的突破性进展。首次实现了在100万安培的等离子体电流下进行高约束模式运行，这进一步刷新了我国磁约束聚变装置的运行纪录。

球盟会官网报道

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根据8月26日中核集团公众号发布的消息透露，中国的新一代人造太阳“中国环流三号”在科研领域取得了重大的突破性进展。首次实现了在100万安培的等离子体电流下进行高约束模式运行，这进一步刷新了我国磁约束聚变装置的运行纪录。

中国环流三号

2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次发电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。

也就是说，中国可控核聚变终于发电了。但是目前还不能商业化。因为维持可控核聚变所投入的能量远远大于可控核聚变发电产生的能量。

中国环流器三号是中国自主设计研制的可控核聚变大科学装置，它也被称为新一代“人造太阳”。

突破点

此次突破了等离子体大电流高约束模式运行控制、高功率加热系统注入耦合、先进偏滤器位形控制等关键技术难题，是我国核聚变能开发进程中的重要里程碑，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。

可控核聚变原理

可控核聚变装置只做三件事：高温，高压，高浓度。

把一堆氢元素放到一个密闭装置内，如果什么都不操作，它们几乎不可能聚变成氦。

如果密闭装置内的温度不断提高，氢元素就会加大运动的剧烈程度。因为温度的本质就是微观粒子运动剧烈程度的表现。

温度越高，氢元素运动越剧烈，氢原子与氢原子的撞击就更加剧烈。

但是这还不够，如果氢原子之间的距离很大，那么撞击的效果就会被稀释，所以需要缩小氢原子之间的距离，也就是加压。

这时候氢原子之间的距离很近，况且温度还高，撞击就会十分剧烈，其中一部分就会撞击融合成氦原子并释放能量。

但是这效率还是不够，我们可以增加装置内氢原子的密度，也就是浓度。这样一来，氢原子就更多，更拥挤了，再加上高温，那聚变成氦的效率就更高了。

这就是可控聚变所需的高温，高压，高浓度。

高压和高浓度好解决，关键是高温。目前可控核聚变装置需要的温度在亿度的量级上。

在可控核聚变领域，主要的约束方式包括引力约束、惯性约束以及磁约束等，高约束模式（H模）是磁约束核聚变中一种典型的先进运行模式，该模式被选为即将在全世界范围内正在建造的国际热核聚变试验堆（ITER）的标准运行模式。这种模式的应用能够有效地提升等离子体的整体约束性能，进而提升未来聚变堆的经济性能。

国际事件

美国劳伦斯利佛摩国家实验室（LLNL）在2022年12月5日首次实现了能量净收益的可控核聚变。该实验利用192道激光聚焦目标提供了2.05兆焦耳的能量，超过了聚变阈值，成功产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出。 

总结

中国的新一代人造太阳“中国环流三号”的重要突破将进一步推动核聚变技术的发展。这项科学研究的进展对实现长期可持续的清洁能源供应来说具有重要意义，并为人类应对能源问题提供了有力支持。预计在未来，随着核聚变技术的进一步完善和应用，人类将能够实现更加可靠和高效的清洁能源供给，为解决全球的能源难题作出重大贡献，到时候我们远航银河的梦想终将实现！