从火把到蒸汽机再到电气，人类历史上每一次能源革命，都导致了人类文明的革命。未来，谁能率先掌握可控核聚变技术，谁就将引领人类文明的革命。
“聚变是全人类的梦想。”“科学无国界，核聚变研究可能是全世界科学家合作最好的一件事。”中国工程院院士、中国磁约束聚变专家委员会召集人李建刚在澎湃新闻的采访中如是说，他还是东方超环辅助加热系统的负责人。
中国「人造太阳」东方超环 EAST 首次实现 1 亿度运行，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。这项成果的实现，离不开像李建刚院士一样在核聚变研究领域耕耘多年甚至几十年的科研工作者。他们如何看待这条漫长的“追日”之路？李建刚院士曾就此做过科普分享，可以为我们理解这项技术进步提供一个剖面。
以下是对李建刚院士在“SELF格致论道讲坛”演讲内容的整理，同时收录于《热太阳冷原子：从量子物理到美丽化学》一书。
人造太阳的现实意义
大家都知道太阳，但什么是人造太阳？看过《钢铁侠》的人都知道，《钢铁侠》里面有一个人造太阳叫托卡马克，像一个磁线圈一样。如果把气体加热到上亿度，它就会发生聚变，可以像太阳一样发出巨大的能量。
「人造太阳」学名为磁约束核聚变堆，利用核聚变产生的巨大能量，即使在地球资源枯竭的状态下也能源源不断提供清洁能源。
我们人类的自然能源，大约还能用两三百年，即使是核能也是数百年的时间。我觉得能源危机带来一个很大的问题，不光是能源本身，还有雾霾，就是环境的变化，那么未来一定要有更好的清洁能源。
科学家做了大量的研究，一种方法是可再生，就像太阳能、风能，但是它们有一个缺点就是不是你想要多少就能来多少，没有太阳就没有太阳能，没有风就没有风能，所以人类未来最终的解决途径就是核聚变。
人造太阳的核心目标是解决人类可持续发展的能源问题。与水电、风电、核能等清洁能源相比，人造太阳拥有可持续、清洁、安全等优点，因而被视为进入第四次工业革命的最强大的基石之一。
现有的核能（核电站）是利用原子核裂变反应的能量来发电或作为动力驱动，如核动力航母等。核电站的核能不仅存在核废料的处理、核辐射、核燃料铀的开采和提料难等问题，安全问题也是笼罩在人们心头的阴影。
而聚变用的主要燃料是海水里面氢的同位素——氘(dāo)和氚(chuān)。海水里面的氘有多少呢？它可以让一千个电站使用上百亿年。从海水里提取一杯氘，它就可以产出三百公升汽油这么大的能量。也就是说该资源是无限的。
聚变的产物是能源中子和氦气，很清洁，没有放射性。
由于聚变反应需要的条件比较高，一旦发生事故，造成反应的等离子体约束破裂，聚变反应便会终止。因此，聚变燃料的保存运输、聚变电站的运行都比较
安全。所以长期以来核聚变被科学家认为是未来的终极能源之一，可以大规模生产。
未来的能源中可能有20%是可再生能源，其中最大规模的一块，即80%一定是靠聚变来维持的。建立热核反应试验堆对于提升国家的科技和工业实力的意义不言而喻，它带来的经济效益也显而易见。开发安全、高效的新能源就成为人类急迫的战略任务。以海水中的氘为主要原料的核聚变反应堆一旦投入商业运用将产生巨大电能。这意味着单靠海水为原料进行核聚变反应，就能满足人类100亿年的用电需求。
此外，人造太阳所进行的核聚变研究还会带来衍生和伴随技术，如超导磁体技术、大功率电源技术、超高真空技术、超低温技术等。既给公众和民生带来福祉，也让人类进入全新的时代。
怎样建造人造太阳？
太阳本身就是一个巨大的聚变体，通过核聚变释放能量，为人类提供光和热。长久以来，人类一直希望通过可控核聚变反应，来创造出“人造太阳”，从而获得源源不绝的能源，大幅改善人们的生活。
那么，什么叫可控的核聚变？通俗来讲就是跟人没有关系。科学的一大特点就是可重复，不论谁做，条件相同，过程相同，得到的结果也相同。只要是一样的仪器，不管是美国，欧洲还是日本的人造太阳，结果都是一样可重复的，这就是科学。
要想使聚变电站工作起来，你需要用一个磁笼子形成一个等离子体，然后用非常高的温度把等离子体加热到上亿摄氏度，它便会产生氦和中子，中子便会跑到包层材料里进行加热。加热以后，把水转化成蒸汽，用
蒸汽把电发出去。计算机CPU的速度每18个月翻一倍，而聚变的发展速度差不多16~17个月翻一倍。但是聚变最大的问题就是距离实现还是很遥远，不像计算机这样普及。但是在过去五十年中聚变已经发展很快了，像美国、日本、欧洲，它们在一些科学大装置上同时实现了可控的核聚变。
在过去的几年中，我们就开始了中国“人造太阳”之梦，这是我们设计的中国聚变工程实验堆（CFETR）。
这个装置的托卡马克就放在红色的主机中间 ，周边是发电的功能。这一个装置代表着中华民族腾飞和人类实现聚变的梦想，像一个展翅的大鹏。这就是一个完整的托卡马克“人造太阳”装置，我们做了30年。
中国聚变之路
中国很早之前就开始尝试聚变实验，但人造太阳托克马克不是中国人的发明，是苏联人的发明。
大概在1989年苏联有意把一套托克马克装置送给中国。当时我们什么都不会，这是一个很好的机会，于是用400万人民币的羽绒服、瓷器、家具换来了一个价值1800万卢布的装置。有了装置，我们便应该验证工程可行性。
大约在1985年，里根和戈尔巴乔夫谈了一件象征着人类美好前景的事情——在地球上建造一个人造太阳。这个人造太阳的功率是50×105℃，跟现在的发电站差不多。谈判之后，这件事情共有七方参加，欧盟占据最大（45%），其他六方——中国、日本、美国、印度、韩国、俄罗斯各占9%，共出资100亿欧元，要在法国Cadarache（卡达拉舍）建世界第一个真正意义上的人造太阳，叫国际热核聚变反应堆（ITER）。
参加这个项目的好处就是相关中国企业得到很好的发展，掌握世界先进技术，规模和产量也有很大提升。尽管聚变能离我们还很远，但是通过国际合作，中间产生的过程和技术都能很好的用在国民经济发展上。
此次中国「人造太阳」东方超环 EAST 首次实现 1 亿度运行，就是朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，也为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。
未来中国的聚变到底怎么做？
我国正在做实验装置参加ITER计划，希望能在50到60年内实现商用。对中国来讲，聚变的需求比任何一个国家都急迫。
未来，可控核聚变终将成为现实。到那时，我们将拥有取之不尽，用之不竭的清洁能源，我们将再也不必担心化石能源枯竭问题，再也不用担心温室气体导致大气变暖问题，也不用担心目前核电的放射性问题。同时，聚变能将给人类太空探索提供强大的驱动引擎，让星际遨游再也不受动力的困扰。
从火把到蒸汽机再到电气，人类历史上每一次能源革命，都导致了人类文明的革命。未来，谁能率先掌握可控核聚变技术，谁就将引领人类文明的革命。
50年前，人类就有个梦想——希望实现人造太阳。上大学的时候，我也有这个梦想。我希望在有生之年能够做出人造太阳，让没有被文明照亮的地方被聚变能点亮。
作为一个中国人，我希望第一个聚变电站是最好的，而且必须要建在中国。
《冷原子 热太阳：从量子物理到美丽化学》
讲述物理和化学微观世界，主要对物理、化学等学科进行针对性地科学传播，从冷原子到热太阳，一本书带你认识神奇物理与美妙化学。
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