當人們談論能源革命時,一個顛覆性的突破正在改寫人類能源史——中國科學家在核聚變領域實現120秒穩態高約束模式運行,這項被國際同行稱為"人造太陽"里程碑的成果,標志著人類向終極清潔能源邁出了關鍵一步。
不同于傳統核電站采用的核裂變技術,核聚變模擬的是太陽發光發熱的原理。科學家通過將氫的同位素氘和氚加熱至1.5億攝氏度(太陽核心溫度的10倍),使原子核發生聚合形成氦原子,這個過程中釋放的能量是同等質量煤炭的數百萬倍。更令人振奮的是,氘可從海水中提取,全球海洋中的氘儲量足夠支撐人類使用數十億年,且聚變產物僅為無害的氦氣,徹底解決了核廢料處理和泄漏風險兩大難題。
實現核聚變的關鍵在于"穩定"二字。此前全球實驗裝置大多只能維持數秒的脈沖式反應,如同用打火機點燃火柴的瞬間光芒。中國科學家此次突破,相當于將短暫的火光轉化為持續燃燒的爐火。全超導托卡馬克裝置(EAST)通過創新設計的超導磁體系統,成功將高溫等離子體約束在真空室內長達120秒,期間能量注入與輸出達到動態平衡,這項成就被歐洲核聚變研究組織評價為"改變游戲規則的技術突破"。
這項突破蘊含著三重戰略價值。在能源轉型層面,核聚變提供的穩定基荷電力可與風電、光伏形成互補,構建零碳能源體系。據測算,一座1吉瓦的核聚變電站每年可減少二氧化碳排放800萬噸,相當于種植4.4億棵樹。在科技競爭領域,該成果證明中國在耐高溫材料、等離子體控制、超導技術等關鍵領域已實現從跟跑到領跑的跨越。全球最大國際科研合作項目ITER(國際熱核聚變實驗堆)總干事比戈指出:"中國實驗數據為ITER裝置調試提供了關鍵參數,將縮短全球核聚變商用進程至少5年。"
盡管前景光明,但通往商用的道路仍充滿挑戰。當前實驗的能量增益因子Q值僅為0.5(輸出能量為輸入能量的一半),而商用需要達到Q>10。科學家們正攻關更高約束模式、新型超導材料等核心技術,預計到2050年前后可建成首個示范電站。值得注意的是,中國已啟動中國聚變工程實驗堆(CFETR)設計工作,該裝置將集成EAST經驗與ITER技術,為最終商用堆奠定基礎。
在這場關乎人類命運的能源競賽中,120秒的突破猶如黎明前的第一縷曙光。當未來的孩子們追問能源起源時,今天的科學家們用智慧與汗水書寫著答案——那束來自"人造太陽"的光芒,正在照亮人類文明的永續之路。











