如果美国率先研究出了可控核聚变，世界会变成什么样？
恐怕让某些人失望了。就是让中国率先了！怎么滴吧。 2021年的最后一天，中科院合肥物质科学研究院传来消息：12月30日晚，该院等离子体物理研究所有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。 EAST是国家发改委批准立项的国家重大科技基础设施，拥有类似太阳的核聚变反应机制，用来探索核聚变能源应用。 核聚变能源的原材料在地球上几乎取之不竭，排放无污染，被视为“终极能源”。 实现核聚变发电的两大难点是实现上亿摄氏度点火和稳定长时间约束控制。近年来，在合肥综合性国家科学中心等相关部门支持下，EAST进行一系列性能升级，本轮实验于2021年12月初开始。 EAST装置实验运行总负责人龚先祖告诉记者：“2021年上半年，我们把电子温度1.2亿摄氏度等离子体维持了101秒，这次我们是把电子温度近7000万摄氏度的长脉冲高参数等离子体维持了1056秒，注入能量达到1.73吉焦。这是两个不同阶段的目标，千秒等离子体运行的实现，为未来建造稳态的聚变工程堆奠定坚实的科学和实验基础。” 2021年12月30日晚，EAST控制大厅内的科研人员。（等离子体物理研究所提供） 实验装置、实验堆、工程堆是瞄准聚变能商用不可逾越的步骤，经过国际社会70余年的共同努力，核聚变研究已从实验装置进入实验堆和工程堆“篇章”。目前，1兆安的等离子体电流、电子温度1亿摄氏度的等离子体、1000秒的连续运行时间，上述三个条件在EAST上已分别实现。 “千秒量级等离子体运行再次挑战了世界托卡马克纪录，我们全面验证了未来聚变发电的等离子体控制技术，推动其从基础研究向工程应用迈进了一大步。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说。 据科研人员介绍，本轮实验至少持续到2022年6月，EAST科研团队将在未来聚变堆类似条件下，向更高参数稳态高约束等离子体运行等科学目标发起冲击。 中国科学院合肥物质科学研究院宣布，该院开发和运行的全超导托卡马克核聚变装置（EAST）已成功维持了约7000万摄氏度的高温等离子体1056秒，是世界上持续时间最长的高温托卡马克等离子体。EAST自2006年以来一直在运行，预计到2022年6月关闭时，其成本将超过1万亿美元。（此处可能应该是是1万亿元才对，不过不应低估其成本，毕竟欧洲也是西欧联合起来搞，韩国的更是别人的，而且目前的实验水平很多时候实验都是只听个响，大家一起盲人摸象） 煤、石油、天然气、风能……目前人类社会运转需要的绝大多数能源，其实都来自太阳能，而太阳上的能量则来自内部的核聚变反应。因此，人类一直希望通过可控核聚变反应“人造太阳”，从而获得无穷无尽、清洁环保的能源。 在合肥“科学岛”上，被人们亲切地称为“小太阳”的核聚变实验装置——世界上第一个全超导托卡马克（EAST）东方超环至今已稳定运行15年，放电10万余次。 15年来，它创造了十多项核聚变研究领域的世界纪录。2021年5月，它又创造了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行和1.6亿度20秒等离子体运行的世界纪录，进一步证明核聚变能源的可行性，也为迈向商用奠定物理和工程基础。依托EAST的技术团队和实验成果，合肥更深度参与国际热核聚变实验堆ITER计划，为ITER的顺利推进做出重要贡献。 所谓人造太阳是一种装置或设施，它可以人为地再现像太阳这样的主序星内部发生的核聚变。核聚变是一种反应，其中较轻的原子（如氢）的原子核相互结合，形成较重的原子核，如氦。 由于核聚变反应涉及到能量的产生，目前、已经开展了利用这种能量来发电的研究。与涉及煤炭或石油燃烧的火力发电不同，核聚变发电不会释放温室气体，因此被认为是一种清洁能源。 然而，很难人为地模仿核聚变在地球上发生的条件，因为它在太阳内部发生，而太阳的质量大约是地球的33万倍，温度大约为1500万度。 人工再现核子之间发生聚变的环境被称为 "托卡马克 "型聚变反应堆T-1。是由俄罗斯（当时的苏联）科学家纳坦-亚夫林斯基在1958年设计。托卡马克反应堆似乎是一个圆环形的核聚变反应堆，有一个强磁场来容纳等离子体。 自俄罗斯的 "T-1 "以来，已经建造了各种实验性核聚变装置，但没有一个成功地产生比运行该装置所消耗的更多能量。 中国的实验是为了测试正在法国南部建造的国际热核实验反应堆（ITER）的技术而进行的。ITER将能够产生比地球磁场强约28,000倍的磁场来限制等离子体。该项目涉及35个国家，包括欧盟、英国、中国、印度和美国，预计将在2025年启动。 与此同时，现在已经进行了EAST实验的中国本身也正在寻求开发自己的聚变反应堆，与ITER分开。计划测试一个 "惯性核聚变反应堆"，其中的等离子体被惯性而不是磁场所包含，并计划在2030年代初完成另一个托卡马克型核聚变反应堆。 2022/3/18戳进来补一条： 有兴趣有耐心的的请点进去看，表面上是韩国，实际上讲得是韩国、中国、欧盟、美国、俄国等世界核聚变技术发展的水平和现状。 实际上我国在1970年左右开始打造托卡马克装置，也就是所谓的“东方超环”。 中国在上个世纪90年代成功拥有托卡马克装置，成为全球继俄、法、日之后第四个拥有该装置的国家。该装置的好处就是利用磁力的约束，实现受控核聚变，中央是一个环形的真空室，外部缠绕线圈。在通电之后会产生巨大的螺旋形磁场，随后便将等离子体加热，以此来达到核聚变，并且可以提供充足的电流。在1985年的时候，中国研制的环流器一号就已经正式投入使用，在1986年的国际可控核聚变会议上，正式向外界展示中国在该领域的成就。 想要拥有超导托卡马克装置，也面临巨大的难题，首先想要将温度降下去，就需要把上亿温度的火球悬浮在零下200多度的环形装置中。想象一下可谓是“冰火两重天”的感觉，但就是在这种情况下，中国依旧搞定所有技术，成功让“东方超环”问世，而且还成功放电，拥有1兆安等离子体电流。 可以说这是中国多年来努力的成果，从最初没有这一装置，到如今拥有。意味着中国在能源领域再度获得突破，此后将会不断拉开与西方国家之间的距离。毕竟我国“东方超环”已经开始放电，美国和欧洲合作的“ITER”项目才刚刚开始组装。 此前很多国家并不看好我国的“东方超环”。如今却用事实告诉别国，中国有能力打造这一装置。 中国环流器M是中国自主研发设计的全新一代超导托卡马克核聚变装置，它使用的原理和中国此前设计的人造太阳类似，但技术更加先进，这种装置进行核聚变的原理是对聚变原料进行加热，同时用磁场将它们压缩到极高的密度，在聚变被诱发后它就可以一直维持聚变进行，因此托卡马克装置能产生的磁场强度直接影响了它最终的聚变能力。 为了产生更强大的磁场，国环流器M使用了超导技术，产生的磁场强度大幅提升，因此可以约束温度和压力都更大的等离子体，在这次取得了首次放电成就后，中国工程人员还会进行进一步研究，争取延长放电时间，提升放电功率，如果能将获得的电能功率提升到输入电能的10倍以上，它就具备了商业化运行的可能。 中国环流器M采取的托卡马克构型被很多专家认为是未来最有可能首先实现可控核聚变的技术路线，前不久中国还用它实现了长脉冲放电成就。 美国已经邀请中国加入国际热核聚变示范堆计划，联手全球所有顶尖专家学者共同打造一座全世界最先进的聚变反应堆，为全人类的可控核聚变踏平障碍，虽然现在东西方竞争加剧，中国与美国之间的对抗越来越激烈，但可控核聚变是一项可以造福全人类的伟大计划，因此中国还是加入了这一计划，与美国等西方国家的顶尖学者联手研究，争取早日实现可控核聚变。