逐“日”追光走近中国新一代“人造太阳”HL-2M

原标题：逐“日”追光 走近中国新一代“人造太阳”HL-2M

　　行星发动机、智能量子计算机、太空电梯……一段时间以来，电影《流浪地球2》中的“硬核科技”元素引发广泛关注。你知道吗？电影中的很多装备在现实中都有原型。

　　“你们尽管想象，我们负责实现。”最近，社交媒体上，中核集团一张引爆网络的海报，展示的便是电影中的行星发动机和现实中的中国新一代“人造太阳”装置(HL-2M)、中国环流器二号A装置(HL-2A)。网友们不禁热血沸腾，纷纷感叹，“原来中国科幻的背后是中国制造”。

　　科幻照进现实。电影中行星发动机推动地球利用的是核聚变释放的能量，而HL-2M、HL-2A正是我国探索受控核聚变的重要装置，被称为“人造太阳”。其中，HL-2M装置是我国目前规模最大、参数最高的磁约束核聚变实验研究装置。前不久，它入选了“2022年度央企十大国之重器”。

　　这些装置为何被称为“人造太阳”？我们为什么要造“太阳”？新一代“人造太阳”实现了哪些技术突破和自主创新？记者近日采访了中核集团核工业西南物理研究院有关负责同志，让我们一起跟随“造太阳”的人，探寻新一代“人造太阳”的奥秘。

　　原料取用不尽、燃耗低能量大、产物清洁友好

　　受控核聚变，理想的“终极能源”

　　四川成都双流西南航空港，坐落着核工业西南物理研究院。这是我国最早从事核聚变能源开发的专业研究院。

　　研究院聚变科学所那座建了22年的老楼，便是新一代“人造太阳”的“家”。

　　人类真的可以造太阳吗？面对记者的疑问，核工业西南物理研究院聚变科学所所长钟武律给出了答案：“人造太阳”并不是真的造一个太阳，而是建一个装置，利用太阳发光发热的原理，持续可控地输出能量。

　　“太阳为什么能够持续发光发热？是因为它时刻都在发生着核聚变反应。”钟武律告诉记者，我们“造太阳”的最终目的是通过核聚变来发电。

　　众所周知，能源危机被认为是人类社会发展面临的最大难题。科学家们把视线转向核能，而核能主要有核裂变和核聚变两种形式。

　　当前，世界上商用的核电站利用的是核裂变能，即由较重的原子核(如铀)通过核反应过程分裂成两个或两个以上较轻的原子核，从中释放出能量。然而，铀矿的储量有限，长远看仍难以满足人类需求。

　　核聚变的过程正相反，是指由质量较轻的原子核在超高温条件下聚合成较重原子核，并释放出巨大能量，且单位质量下释放的能量比裂变高得多。太阳的光和热，就来源于核聚变反应释放出的能量。

　　“核聚变能源的优势非常明显。一是燃料在地球上的储量极为丰富；二是不产生高放射性核废料，环境友好；三是具有固有安全性等优点。”钟武律进一步解释道。

　　记者了解到，支撑核聚变反应的主要原料可以从海水中提取。据测算，从一升海水中提取出的氘，经完全聚变反应后释放的能量，足够一辆汽车从北京开到海南。按照地球上的海水资源计算，理论上用于聚变反应释放的能量足够人类使用上百亿年，几乎无穷无尽。

　　数据最具说服力。据90后高级工程师、核工业西南物理研究院博士科普团金牌科普员郑雪介绍，一座100万千瓦的火电站，每年消耗煤炭约210万吨；同等级的核电站，每年消耗浓缩铀约30吨。而如果建造一座100万千瓦的核聚变电站，每年仅需消耗燃料约0.12吨。

　　正因为此，核聚变能被认为是一种理想的“终极能源”，一旦成功应用，将从根本上解决人类对能源的需求问题。

　　不过，想要利用核聚变能，还必须要让核聚变变得可控。“20世纪50年代，第一颗氢弹爆炸成功，就意味着人类制造核聚变反应成为了现实，但那是不可控的、瞬间的。我们‘造太阳’，就是要通过某种特殊的途径，将核聚变反应过程变得可控，让它源源不断地输出聚变能为我们所用。”钟武律说。

　　让核聚变可控，这是一个世界级难题，必须要同时满足三个非常苛刻的条件，也就是所谓的“聚变三乘积”。

　　“第一个是它需要上亿摄氏度的高温，因为只有温度特别高，原子核才会‘跑’得更快。第二个是等离子体的密度要足够高，这样原子核之间碰撞发生聚合反应的概率就会提高。第三个就是要长时间地控制住这些原子核，也就是说要将高温高密度的核反应条件维持足够长的时间。只有这样，才能够使核聚变发生，并且持续下去。”钟武律说。