人造太阳 · 中国可控核聚变

中国 · 重大科技突破

人造太阳

可控核聚变，人类的终极能源梦想

太阳因内部剧变反应而发光发热。氢弹实现了不可控核聚变，而「中国环流三号」正将可控核聚变推向全球前列——首次实现原子核与电子温度双双突破1亿度。

关键数据

4×

聚变能量密度
是裂变的4倍以上

300L

1升海水提取氘
≈燃烧300升汽油

1亿℃

离子+电子温度
双突破

2027

全球唯一
燃烧等离子体实验装置

为什么需要人造太阳

核裂变

源自原子弹原理
用于核电站、核潜艇
能量密度较低
燃料有限

核聚变

源自氢弹原理
能量密度高4倍以上
燃料取自海水
几乎无限的清洁能源

氢弹爆炸展示了核聚变的巨大能量，但其不可控。人类一直梦想在地球上实现可控核聚变，即「人造太阳」。

聚变的主要燃料氘可从海水中提取，这使能源几乎取之不尽。

如何实现聚变

托卡马克装置

由苏联科学家于1950年代提出，如今是人造太阳的主流路线。

① 极高温

微波加热等离子体，类比海浪与冲浪者的能量传递

② 强磁场

螺旋磁力线约束高能粒子，无任何材料能承受上亿度

③ 自持燃烧

切断外部加热后仍能自己维持聚变反应

中国之路

1950年代

中国启动可控核聚变研究，与国际同步

1984年

建成首台中大型托卡马克——中国环流器一号

2003年

加入ITER计划，以全权伙伴身份参与

2022年

承担最难的第一壁研发，全尺寸部件通过考核，实现从跟跑到并跑

里程碑 · 中国环流三号

双1亿度重大突破

环流三号首次实现等离子体离子温度和电子温度均突破1亿度，具备开展燃烧等离子体实验研究的能力。

该装置已面向全球开放。到2027年，它有望成为全球唯一具备燃烧等离子体实验能力的装置——此前仅有美国TFTR和欧洲JET两大装置，而它们已退役。

三步走路线图

2027

燃烧实验研究

→

2035

建成实验堆

→

2045

建成示范堆

之后将迈向商用堆，逐步实现实际应用

清醒的声音

"认为聚变永远离不开50年魔咒——过于悲观；认为几年就可以实现应用——过于乐观。应该清醒客观地看待。"

—— 段旭如

"目前科学上已验证可控聚变可行。需要实现Q值>1，即能量输出大于输入。这还需要燃烧等离子体实验来验证。"

—— 段旭如

金句

"我们不仅要点起火，还得让它自己不停地燃烧下去。"

—— 段旭如谈自持聚变

"至少到目前为止，没有看到不可克服的挑战。"

—— 段旭如谈中国人造太阳

当人造太阳点亮世界

可控核聚变实现应用后，生活将发生深刻变化：

● 绿色制氢 + 农业 + 海水淡化 + 合成燃料

● 人工智能将摆脱能源束缚，飞速发展

● 科幻中的星际旅行或将成为现实

从1984年的环流器一号，到如今的中国环流三号；从跟跑到并跑，再到引领——中国可控核聚变正在稳步推进。

段旭如相信：今天20多岁的年轻人，在35-40岁时，将亲眼见证聚变能走进现实。

届时，人类将拥有近乎无限的清洁能源。人造太阳，正从梦想走向真实。

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