「人造太阳」梦想更近一步：中科院实现可控核聚变重大突破，1.2亿摄氏度「燃烧」101秒创世界纪录

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1939 年，美國物理學家貝特通過實驗證實，把一個氘原子核用加速器加速後和一個氚原子核以極高的速度碰撞，兩個原子核發生了融合，形成一個新的原子核——氦外加一個自由中子，在這個過程中釋放出了 17.6 兆電子伏的能量。這就是太陽持續 45 億年發光發熱的原理。

5 月 28 日，中科院合肥物質科學研究院有「人造太陽」之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創造了新的世界紀錄，成功實現了可重複的 1.2 億攝氏度 101 秒和 1.6 億攝氏度 20 秒等離子體運行，將 1 億攝氏度 20 秒的原紀錄延長了 5 倍。

核聚變反應堆的原理大致分為兩步：

第一步，作為反應體的混合氣必須被加熱到等離子態——也就是溫度足夠高到使得電子能脫離原子核的束縛，原子核能自由運動，這時才可能使得原子核發生直接接觸，這需要大約 10 萬攝氏度的溫度。

第二步，為了克服庫侖力，也就是同樣帶正電荷的原子核之間的斥力，原子核需要以極快的速度運行。要得到這個速度，最簡單的方法就是繼續加溫，使得布朗運動達到一個瘋狂的水平。要使原子核達到這種運行狀態，需要上億攝氏度的溫度。然後氚的原子核和氘的原子核以極大的速度發生碰撞，產生了新的氦核和新的中子，釋放出巨大的能量。

經過一段時間，反應體已經不需要外來能源的加熱，核聚變的溫度足夠使得原子核繼續發生聚變。這個過程只要氦原子核和中子被及時排除，新的氚和氘的混合氣被輸入到反應體，核聚變就能持續下去，產生的能量一小部分留在反應體內，維持鏈式反應，大部分可以輸出，作為能源來使用。其中最大的難點就是高達上億攝氏度的溫度。

在意義方面，雖然本次實驗在溫度、約束時間等方面都是非常高的，但「還是不讓夠」，所以離真正實現可控核聚變還很遠。