小时候小时候，曾经梦想着种一颗太阳，当时想让世界变得更明亮，变得更温暖。而现在人造太阳却成为了全世界的一个非常伟大的工程。真的要在天边再挂一个太阳吗？肯定不是啦，那样的话后裔又得忙了！开个玩笑，下面进入正题。

何为“人造太阳”？

一说到人造太阳，大家脑海里的画面是不是一个大火球呢？其实呢，人造太阳并不是取其外形，而是以太阳发光发热的原理——核聚变为依据得名的。我们都知道，自然界的几乎所有的能量全部来自于太阳能。比如我们现在的化石燃料归根结底还是来源于动、植物。而动、植物的能量都是从食物链的最底下通过一些生物的光合作用得来的。另外，比如我们熟悉的风能、水能其实也得益于太阳能。那么，源源不断的太阳能又是如何形成的呢？其实在太阳的表面，无时无刻都在发生着核聚变反应。所以可以毫不夸张地说。自然界的能量几乎全部来自于太阳的核聚变反应。所以人造太阳的外形自然和真正太阳的外形大相迳庭了。

人类梦想在地球上制造聚变反应堆，像太阳一样为人类提供源源不断的能源，俗称“人造太阳”。简单来讲，人造太阳就是一个核聚变反应堆。

为啥要搞“人造太阳”

随着人类社会的飞速发展，对于各种资源的需求越来越大。就比如说从去年开始的芯片短缺已经是全世界都要面临的问题。而能源的短缺也会越来越严峻。现阶段人类的电能主要还是以煤电为主，清洁能源发电只是一小部分，从上世纪二十年代以来，世界化石能源的消耗速度急剧上升。以一个100万千瓦的煤电发电机组为例，它一年大约消耗大约200万吨煤。

火力发电站

科学家预计在未来200到300年内化石能源即将消耗殆净。就算现阶段还能用化石能源，但是伴随的二氧化碳排放对环境的污染也是很严重的。为了寻求更好的能源，咱们人类又找到了核裂变，对于核裂变大家应该不陌生，二战时候的原子弹就是一个例子。

华龙一号核电站

上世纪五十年代就利用核裂变发明了核电站，同样一个100万千瓦的核电站一年要消耗30吨铀矿，这比煤电好多了。可毕竟铀矿也是有限的，大约一千年左右铀矿也将消耗殆尽。而且核电站原料具有持久的放射性，这对人类是有很大危害的。前段时间日本准备排放核废水就遭到了严厉的抵制。有人说了，那么多可再生能源取之不尽用之不竭，为啥不行呢？其实不是不行，而且我们也在积极地使用，但是就像风力发电、太阳能发电的发电效率很低，而且受到外界环境影响发电并不稳定，很难独当一面。所以这些都不能从根本上解决能源危机。

太阳能板

于是人们就把目光聚到了核聚变上来了。核聚变最早是在氢弹爆炸试验中用到了。核聚变的原料是啥呢？是从海水中提取的重水，发和上面一样的电量只需要大约150kg海水。而地球上的海水是非常多的，100亿年应该够用了！而且核聚变发电没有污染，没有放射性等危险，一旦实现，能源危机可从根本上解决掉。

可控核聚变有多难

印象中我国在成功发射原子弹后不久就成功发射了氢弹，而氢弹爆炸就是利用的核聚变。但是当时大多数氢弹试验都是利用原子弹引爆的它是依靠原子弹爆炸时形成的高温高压，使得氢弹里面的热核燃料氘氚发生聚变反应，释放巨大能量，形成强大无比的破坏力。可惜这种瞬间的猛烈爆炸力量就像脱缰的野马一样，是无法控制的。所以氢弹试验成功离可控核聚变还是有很远的路要走的。而人造太阳早就在世界各国展开研究了，但是现阶段仍旧在探索之路上。为啥这么难呢？先看看太阳表面的条件吧。太阳表面温度约6000摄氏度，内核温度约1500万摄氏度，像一个熊熊燃烧的大火球，每秒钟散发出相当于1亿亿吨煤炭燃烧产生的能量。太阳表面就无时无刻在发生核聚变。那么核聚变需要哪些条件呢？如果想要在地球上实现可控核聚变反应，造出“人造太阳”，需要实现1亿摄氏度的等离子体、1000秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流，这些都是难度巨大的科技挑战。

世界人造太阳发展现状

目前被认为最有效的核聚变装置就是磁约束核聚变装置—托卡马克。

什么意思呢？就是利用磁悬浮将高达一亿摄氏度的等离子约束起来。为了这个伟大的使命，全世界七个参与方包括三十多个国家一起合作准备在法国建设国际热核聚变实验堆—ITER，根据目前的进程，这个大家伙将于2025年底实现首次点火，产生第一束等离子体，然后将于2035年开始聚变实验，最终将于2050年左右实现核聚变能的商业应用。而中国也积极参与其中9％的任务。通过十多年的积淀，现在我们的技术水平也逐渐提高到世界领先水平。

就在前不久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，将1亿摄氏度20秒的原纪录延长了5倍。这个技术已经是世界最厉害的了！

中国人的托卡马克如何完成惊人的成绩

我们的磁约束核聚变如何实现的呢？首先要解决磁悬浮的难题，磁悬浮需要很强的电流，但是初中就学过，电流具有热效应。大电流通过导体时会产生很大的电热，导致效率很低，所以为了损耗小，我们得利用超导体来走电流。但是超导体需要-269℃才能达到效果。而等离子体却要加热到一亿摄氏度，冰火两重天，如何实现这个呢？我们聪明的科学家是通过好多层真空隔开来保温实现的。由此，我们才做出了那么棒的成绩的。

总结

作为一个大国，能源危机也将更快的凸显，我们对核聚变发电的需求比其他的国家都要强烈。而我们也经过努力走在了世界的前列，对于核聚变的研究从未停止。终极能源如果能够实现也算是我们为人类造福了！期待那一天的到来。