1.2亿摄氏度！101秒！中国人造太阳创纪录，但仍可能受限于美国

5月28日，中科院合肥物质科学研究院有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，向核聚变能源应用迈出重要一步。

此次中国“人造太阳”实验将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍，刷新世界纪录，意味着人类让核聚变成为取之不竭用之不尽清洁新能源的努力，又取得了一次突破性进展。

随着社会经济对能源的需求越来越大，同时叠加温室气体造成的气候危机越演越烈，核聚变成为了解决人类未来能源的终极目标，各国都纷纷在研究“人造太阳”计划，其中美国、韩国等发达国家起步更早。

比如，早在2018年，美国麻省理工学院等离子体科学与核聚变中心，就开始设计建造先进的聚变反应堆SPARC；而2020年12月28日，韩国“人造太阳”创造当时新的世界纪录，其离子体在超过1亿摄氏度下维持了20秒钟。

而这一次，中国研究人员实现了1.2亿度101秒等离子体运行，把2020年“韩国太阳”创造的世界纪录提高了5倍，这充分说明中国在EAST装置综合研究能力上又有了重大突破，也向获得核聚变能源又迈出了重要一步。未来如果实现“人造太阳”产能和供能，对于整个人类世界将是比工业革命更能推动社会进步的又一次科技革命。

但是，这只是“核聚变能源应用”这条万里长征的第一步——通过这次实验，离可控核聚变肯定是更近了一步。但是，离实现还是路漫漫的。判定核聚变有一个著名的判据：劳逊判据。简而言之，就是核聚变发电能否实现，主要看等体温度，密度，和能量约束时间三项。现在这次实验，不论是温度还是能量约束时间，相对EAST来说都是非常高的，可以说是比较关键的一步。当然，也还是不太够的，密度现在也远远不够，在10的19这个量级。所以，意义肯定是重大的，但离实现真正的“核聚变能源应用”路途还很遥远！

那我们到底什么时候能够真正应用“核聚变发电”？有人说当前在这上面的的巨额投入99%将被浪费，毕竟日常试验失败的概率远大于成功，这次的成功人尽皆知，但在这背后有成千上万大大小小的实验失败，那这样的投入值得吗？

答案肯定是值得的，聚变的意义不是钱可以衡量的，因为钱只是价值的一般等价物，没有国家的生产力作背书，将毫无意义。而核聚变是真正能产生巨大价值的项目，甚至称得上赌国运，现代为何越来越卷，恐怕是因为生产力的提升方式已经用的差不多了，从增量转存量，不得以才卷的，如果有新的增量，就会显著好转，而聚变就是这个巨大的增量。所以，各位，要是期待房价降下来，恐怕还得核聚变。那么什么时候，核聚变才能实现呢？没有人能准确预知，但相信在50年之内或许将有可能实现。

那接下来我们面临的困难有哪些?

困难很多，包括理论上和实际上的困难都有，主要是实践上。聚变装置，越大，越有利于反应控制。但是，越大，工程难度也越大。其次，是磁场，托卡马克采用磁约束，磁场强度是核心关键量，磁场越大，越能约束更好的等体，然后常态稳定的强磁场，仍旧难以获得。再次，是加热，现在使用的加热方式，有欧姆加热，波加热，中性束加热等方式，都有优点，也都有局限，要更高的等体温度，恐怕还得再研究。之后，是第一壁，杂质等。第一壁直接面对等体，到目前为止，什么是最好的材料还没有定论。而杂质种类众多，如何除杂难有定论。最后，还有许多等体内的理论问题，如边界不稳定性，热输运，模式转换等，不一而足，可见还有许多路要走啊。

路漫漫其修远兮，我们唯有奋斗！

（注：以上观点素材部分引自知乎用户“阎某某”）

另外，关于“人造太阳”对中国来说还有一则“不利”的消息——

众所周知，“人造太阳”的热核聚变产生的等离子体温度超过1亿摄氏度，即便这些高温离子体都悬浮起来，不与反应舱内壁接触，但也要求内壁需要承受极高的温度。而我国科学家自主研发出的“人造太阳第一壁”，其直接面对高温聚变材料的内壁部分，所用的材料便是经过特殊处理的高纯度铍，这种材料具有非凡的隔热效果，为热核聚变实验筑起一道“防火墙”。由于铍的核性能好，在核电工业中，它还扮演着很多重要角色，比如作为原子核反应堆的“中子减速剂”，确保核裂变正常进行；用铍的氧化物制造中子反射层等。

但问题是，在这种重要金属资源的供应上，美国占有巨大的优势地位。从储量来看，据美国地质调查局公布的数据，截至2016年，全球的铍储量为10万吨，其中美国就有6万吨，占了全球储量的60%。从产量来看，美国还是世界第一。2019年，全球铍产量为260吨，其中美国的产量就达到170吨，占全球的比重约为65%。

中国呢？中国当年的产量只有70吨，这点产量还不够自己用。随着我国航空航天、核电以及电子电器等产业的快速发展，铍消费量也随之大幅增加。比如2019年我国的铍需求量就达到81.8吨，比上年增加了23.4吨，供不应求的情况凸显！

当然，我们也不用过度悲观，中国的铍资源虽然没有美国多，但还算丰富。2015年，我国公布的铍资源基础储量就达到3.9万吨，位居世界第二。只不过，我国的铍矿品味偏低、开采成本相对较高，而且当前开采冶炼技术与美国相比还稍逊一筹，相信随着国内产业同仁的不断努力突破技术，我国的铍产业会逐渐赶上世界先进水平，为“人造太阳”奠定良好的发展基础！