1945年7月，第一颗原子弹试爆成功；1951年，美国建成世界上第一座核电站，从核裂变到可控核裂变的应用仅用了6年。核聚变是比核裂变更恐怖的力量，同等条件下能达到原子弹的数十倍乃至数百倍当量。但是，从1954年第一颗实用性氢弹试爆成功到现在，我们至今没能实现可控核聚变。
同理，可控核聚变是比可控核裂变更先进的能源。首先不受原材料的限制，海水中的氘储量足够人类使用几百亿年；其次没有放射性污染，它的产物是无污染的氦；最后是安全性可控，只需调节温度即可控制，绝不会发生类似切尔诺贝利核电站的事故。
原理上，实现可控核聚变很简单，只需加热到足够的温度，使原子核的布朗运动达到一个疯狂的水平，让氚的原子核和氘的原子核以极大的速度碰撞，产生氦核和新的中子，还有巨大能量以供反应体做下一步聚变。这个温度需要多高呢？科学家们计算出，需要至少1亿度。
那么问题来了，有没有能承受住1亿摄氏度的载体呢？很遗憾，目前人类连承受1万摄氏度的材料都造不出来。既然化学材料行不通，那就从物理层面想办法吧。苏联科学家提出，利用磁场和惯性来约束等离子体的运行，这就是托卡马克磁场约束装置的理论基础。
人类在磁场约束的研究路上整整花费了60年时间，至于无法保证它在高参数下长时间稳定运行。1985年，苏、美、欧、日等国联合成立国际热核实验反应堆（ITER），原本计划于2010年建成一座实验反应堆，中间因各种原因而胎死腹中。直到2003年我国加入，才将可控核聚变向前推进了一大步。
ITER的关键部分在于全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），它是唯一能给ITER提供实验数据的装置。值得骄傲的是，它是我国独立建造的。2009年，EAST实现首轮放电实验；2012年，获得超过400秒的2000万摄氏度高参数偏滤器等离子体，获得稳定重复30秒的高约束等离子体放电；2016年，实现电子温度达到5000万度持续时间最长的等离子体放电；2018年实现1亿摄氏度等离子体运行等多项重大突破。
EAST取得的成就是肉眼可见的。它前进的每一小步，都是人类向前迈进的一大步，意义不啻于阿姆斯特朗在月球上留下的第一个脚印，也意味着我国在可控核聚变领域达到领先水平。几百年来，我们错过了蒸汽时代、电气时代，堪堪赶上了信息时代，如今即将引领热核时代。也许EAST实现可控核聚变之日，就是中华民族重回世界巅峰之时。
閱讀更多 春秋史館 的文章
