最近我國央視發佈新聞說，中國“人造太陽”首次實現1億攝氏度運行近10秒。這意味著什麼呢？今天我們就來聊聊中國的“人造太陽”及其運行原理。
在1950年的時候，由蘇聯的幾位科學家發明了一套裝置，這套裝置叫做託卡馬克裝置。它的含義叫環形真空磁線圈,是一種利用磁約束來實現可控核聚變的環形容器。從那個時候開始世界各國都在努力的去研究這個核聚變的裝置。90年代開始正式中國立項，一直到現在。由於與太陽發光發熱的原理相同，受控核聚變實驗裝置又被稱為“人造太陽”。中國人造太陽的真名叫“EAST”，是英文“Experimental Advanced Superconducting Tokamak”的縮寫，意為“先進實驗超導託卡馬克”，同時英文“EAST”又是“東方”的意思，所以又被稱為“東方超環”。它是世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克，也是中國第四代核聚變實驗裝置。
核聚變，簡單來說，就是幾個氫原子核融合在一起，變成氦原子核，釋放大量能量。我們都知道原子是由原子核和電子構成。 電子圍繞原子核轉，但是在極高的溫度下原子的正電荷和電子分開形成等離子體。那麼“人造太陽”它是怎麼實現對這個核聚變進行控制呢？
首先我們來聊聊它怎麼實現高溫的條件，一般我們用微波進行加熱。實驗室裡有一個很功率巨大的微波爐， 這個微波爐的功率大概是10的7次方瓦， 大概相當於我們家用微波爐的20000倍。我們用這麼大的功率的微波爐。把這個分子變成了一個等離子體。這個等離子體的溫度可以達到1億開爾文 （相當於1億攝氏度）。在這個溫度中，現任何已知材料都無法承受如此的高溫。這1億開爾文的東西我們拿什麼去束縛呢？就是用強磁場。讓高溫的帶電粒子通過洛倫茲力在磁場中偏轉，讓帶電粒子一邊往前勻速直線運動，一邊做勻速圓周運動，形成像彈簧一樣的一個螺旋的往前運動。用磁場讓高溫的等離子體懸在空中，不與容器壁接觸。這種用磁場“拴住”高溫等離子體來實現可控核聚變的方法叫做：磁約束。
當然想要“拴住”高溫等離子體的磁場要非常強大，這就造成你環上的電流要非常非常的大，電流大了以後，環就會發熱。最後會燒掉，為了防止它燒掉，所以我們需要使用超導材料，所以我們現在使用的這個託卡馬克裝置都是超導託卡馬克，“EAST”裡邊這個S就是superconductor就是超導的意思。
說起來原理並不是很複雜，但實際上有很多需要精確控制的東西，託卡馬克裝置從提出到現在已經有70年的左右的時間，但是到目前為止，全世界還沒有任何一家實驗室能夠把它用於商業化，因為你要想商業化，不能光是實現聚變，還要釋放出來的能量得大於使用電能消耗的能量，同時還必須持續長時間的放電。
我國的“東方超環”自2006年建成以來，一直處在磁約束核聚變技術的前列。此次“東方超環”實現1億攝氏度運行近10秒，也標誌著中國已經站在了世界核聚變研究的前端。為核聚變商業化邁出了堅實的一步，相信在不久的未來，我們都將擁有“取之不盡用之不竭”的環保新能源。厲害了我的國！
