中国“人造太阳”实现1亿度运行！为何能到达如此大的能量

　　这几天，我国在合肥的“人造太阳”装置EAST又传来重大消息，设备首次实现了等离子体中心的一亿度运行。而就在去年，EAST实现了电子温度超过5000万度、持续时间达101.2秒的超高温长脉冲等离子体放电。

　　中国“人造太阳”实现1亿度运行！为何能到达如此大的能量

　　中国在可控核聚变的道路上不断传出利大消息。但是可控核聚变还仅仅是美好的预期。从世界首颗原子弹爆炸到核裂变电站不到10年就完成了。可为什么从氢弹到可控核聚变过去了大半个世纪还遥遥无期?

　　可控核聚变也被一些人誉为

　　“上帝模式”，

　　这是人类已知唯一能一次性彻底解决能量危机的方式，也是人类星际旅行的理想动力。

　　早在1905年，爱因斯坦的狭义相对论中就提出来了质能方程，也是妇孺皆知的

　　E=MC²

　　，从这个公式中我们可以得知：

　　即便质量很小的物体也可以释放巨大的能量

　　。

　　可具体该怎么操作才能释放这些能量呢?

　　量子力学的发展告诉我们，质能方程的可行性操作就在微观世界，原子核裂变和聚变可以释放巨大的能量，这正是质能方程的应用。

　　核裂变的材料须是易裂变重元素，整个元素周期表中也就剩下铀，钍，钚了。但这些元素在地球上含量极少，而且释放的核能相较于核聚变更少，且会造成放射性污染源。所以核裂变并不是人类未来的理想能源。

　　但核聚变就完全不同，基本全是优点，唯一的缺点就是难控制。首先核聚变的材料元素是轻核子，比如氢的同位素氘(D)和氚(T)，这些元素完全可以靠电离水制备。以目前看来，电离出一克的重水需要7块人民币。与此同时，1克重水用来聚变产生的能量相当于800万度电。按0.5元/度的单价计算，这些电量估值400万人民币，这完全是暴利。

　　现在说正事儿

　　核聚变无非就是把两个轻原子核融合在一起形成新的原子核，并释放中子和大量能量的过程。

　　原子包含带正电的原子核和带负电的核外电子。两个轻核原子进行核聚变前，一般要把核外电子剥离掉，就剩下两个带正电的原子核了。我们都知道电荷是同性相斥，这是库仑力导致的。两个无缘无故的带正电原子核即便靠近也会因为库仑力被推开，要想核聚变就得使这两个原子核不仅靠近，还得糅合在一起，使其质子和中子们形成新的强相互作用而合成新原子。

　　怎么让原子核们能聚合在一起呢?

　　答案就是高温，我们知道温度的本质是：微观粒子运动的剧烈程度。微观粒子运动地越剧烈其温度越高。引爆氢弹需要极高的温度，所以氢弹里面都有一枚小型原子弹作为点火装置。但氢弹释放的能量并不可控。

　　人类要想利用核聚变就必须控制聚变过程。人为控制核聚变第一个要求就是达到“点燃”核聚变的温度。

　　比如我可以把轻核原子们放在一个球形靶丸中，用强激光从不同的方向照射靶丸，照射产生的高温导致原子的运动变得异常剧烈，核外电子开始脱离原子，形成了原子核与电子交织的等离子体，剧烈的运动也给原子核们提供了足够的动力来相互撞击以突破它们之间的电荷排斥力(库仑力)以融合在一起。

　　这种就是实现可控核聚变的两大方式之一，我们叫惯性约束核聚变，比如我国的神光三号激光点火装置。但是惯性约束很难控制等离子体对设备造成的高温破坏。可控核聚变点火温度起码得数千万度，没有什么材料能抗得住这样的高温。所以科学家更青睐可较好地束缚等离子体的磁约束装置。

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