人造太阳1亿度（人造太阳1亿度机器不会融化掉吗）

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1亿度运行近10秒 中国人造太阳核聚变技术取得重大突破

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央视报道，中国自主设计的核聚变实验装置、被称为人造太阳的东方超环日前取得重大突破，在1亿度超高温度下运行了近10秒。

核聚变被视为人类解决能源问题的终极方案，现在的问题就是核聚变技术还不够成熟，因为引发核聚变需要超高温度，如何制造、控制这个温度是个问题，一种解决方式就是超导托卡马克，利用磁约束控制等离子体发热实现超高温。

东方超环EAST是中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制的磁约束核聚变实验装置，是我国第四代核聚变实验装置。

东方超环也被称为人造太阳，因为它的目标就是像太阳一样发生核聚变为人类提供能源。

在2017年，东方超环在世界上首次实现了5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，实现了从60秒到百秒量级的跨越。

2018年底，东方超环又首次实现了1亿度等离子体放电，实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦。

与2018年首次实现1亿度温度相比，这次的创举实际上是将1亿度维持了近10秒，是东方超环取得的重大突破。

如果能较长时间维持1亿度的高温，那人类距离解决核聚变商业化应用真的就不远了，不过这一天可能还需要很长时间。

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实现人造太阳计划(二)——如何产生超过一亿℃的“等离子体”

在上一小节，我讲解了从核裂变到核聚变的大致原理实现人造太阳计划(一)——从核裂变到核聚变的原理变化及技术挑战，那么接下来就继续深入了解通过核聚变产生“人造太阳”技术原理（二）——为何需要产生超过一亿℃的“等离子体”。 那么“等离子体”是什么？核聚变不是原子发生聚合吗，又与等离子体有什么关系呢？那么我先来解答这个问题。 生活中我们常见的物质状态有固体、液体和气体，这些物质的基本组成成分是原子，原子是由原子核以及核外电子组成的“壳”构成。原子核带正电，电子带负电。在了解等离子体之前，我们先了解物质常见的三态——固、液、气态。 固体是由原子或分子排列成有序的状态，原子或者分子会由于热运动而发生振动，但这个振动幅度不大，原子或分子会有一个自己的平衡位置，这也是固体不具备流动性的原因。 那么，当温度上升，热运动加剧，原子就可能会挣脱它们之间的作用力而离开平衡位置于是能够产生流动性。因此，液体内的原子或分子不存在固定的位置。而气体相对液体来说，分子之间的间距更大，基本上能够实现自由移动，不受束缚，流动性比液态更强。 知道了这三种状态的结构，我们再理解等离子态就容易的多了。 等离子体是和固体、液体、气体并列的物质的第四种状态。 它是由原子核与电子分离，并且能够各自移动的一种物质状态。刚刚我们讲过，气体在空间内能够自由运动，但这个运动是以原子或者分子为运动单位，而等离子体是由单独的原子核或带正电的离子与自由电子为单位，各自独立运动而产生的。我们可以把它想象成由无数个正、负电粒子自由随机运动。 那么这些无数个带电粒子是怎么形成的呢？ 在正常状态下，原子核与电子带异种电荷，因此能够相互吸引形成稳定状态，因此对外是不带电的。要形成等离子体，那么，就需要使原子核与核外电子发生分离，那么如何做到这点呢？那就是利用高温。热的本质就是原子的运动，原子的热运动是无时无刻的，温度越高，运动就会越剧烈。 在这个随机运动的过程中，原子之间就会发生相互碰撞，温度越高。原子的平均动能越大，因此撞击会更加剧烈，当温度足够高，就可以在这个碰撞的瞬间使电子飞离出原子，形成不受原子核束缚的自由移动的电子，而原子核变成裸露的原子核或者离子。 这种原子核和电子相互分离并且能够高速的自由移动的状态就称为“等离子态”，这种状态对应的物体就称为“等离子体”。 实际上等离子体在生活中也非常常见，例如火焰，就有一部分是等离子体，还有日光灯：利用汞蒸气在灯光中的电离产生等离子体从而发光等等。 通过上面的介绍，我们知道了什么是等离子体以及如何产生等离子体，那么核聚变过程中，为什么需要等离子体呢？下面将指出等离子体与核聚变的关系。 核聚变的原理就是利用轻元素原子相互撞击，从而使原子核无限接近而发生结合的这么一个过程。那么，这个结合首先需要高速的碰撞，使原子核靠近到非常小的间距使产生强相互作用力，从而使原子核发生结合。正常情况下，由于核外的电子将原子核包围，并且壳层是带负电的，原子之间相互接近时，就会存在电磁斥力，因此在这个撞击的过程中，原子核外的电子会阻碍原子核的接近。正是因为这个原因，把电子从原子中分离开来是一个最佳的方式。 因此，在人造太阳的第一步是制造出一个等离子体。拥有等离子体还不够，发生核聚变的等离子体温度还需要超过一亿℃，那么为什么需要这么高的温度呢？ 前面讲到了为什么核聚变需要等离子体，等离子体只是让核聚变发生更具优势，而要发生核聚变，还要使原子核“无限靠近”。发生核聚变的元素一般是是使用氢元素，原子核中含有一个质子，质子是带正电的，因此两个原子核之间会存在静电斥力，因此，要让原子核结合首先要克服这个静电斥力的作用，为达到这么目标，我们需要给予这些等离子体足够高的速度，也就是让它们处于极高的温度中，这个温度需要达到一亿摄氏度以上才能实现，这也就是为什么核聚变发电既需要等离子体，又需要超高温。 一亿摄氏度原子的平均运动速度有多大，举一个简单的例子作为对比你就明白了。在常温下（也就是25℃），空气分子的平均运动速度大约为300米每秒，而一亿摄氏度下，氘核与氚核的运动速度可以达到每秒1000千米。在这个状态下，原子核拥有极高的动能，撞击时产生的作用力足以克服静电力斥力的作用。 因此，让这些等离子体超过一亿摄氏度是产生核聚变最基本的条件。太阳的内核就是由这样的高温等离子体构成，从而使核聚变反应连续不断的发生。 人类利用核聚变制造“人造太阳”的过程，离不开等离子体与超高温环境，本部分仅是从原理分析这些条件的必要性，那么如何产生出一亿摄氏度的高温以及如何制造出能够承受如此高温的设备，将会在下一部分进行详细讲解。以上就是人造太阳计划的第二部分——产生超过一亿℃的“等离子体”。

如何看待人造太阳在中国达到了一亿度，是世界最高记录吗？

太阳是人类赖以生存的资源。人类离不开太阳，地球上的生态也离不开太阳。如果有一天太阳不再照耀，那么地球上的植物就不会产生光合作用，没有光合作用的植物就不会给地球提供氧气。那时，人类将无法呼吸。太阳是地球上广泛存在的能源。现在很多电子产品都可以通过太阳能发电。但是人类担心太阳有一天会失去生命，所以想制造一个人造太阳来阻止那一天的到来，如果人造太阳能够发明成功，那么整个世界的科技都会得到提升。

一、韩国曾经实现了一亿度太阳，持续了30秒，这对于韩国来说是一个很大的突破，全世界都震惊于这个实验能在韩国这样的泡菜小国完成。既然韩国能完成这个实验，中国这样的大国怎么能不做呢，现实是，中国不仅完成了，而且比韩国好了不止一点点。

二、这意味着中国的科技已经到了世界领先的阶段。如果人造太阳能制造成功，许多能源问题就能解决。而且人造太阳比人类目前使用的核辐射资源更稳定，能产生更多的资源。届时，人类将能够独立生产能源，而不是从地球上汲取能源。人类将不再需要担心能源问题，登陆火星不再困难，也不用担心飞船能量不足。

三、该实验拓展了聚变堆高性能等离子体稳态高约束模式的运行范围，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需的物理条件。为未来ITER运行和正在进行的中国聚变工程实验堆CFETR工程和物理设计提供了重要的实验依据和科学支撑，迈出了关键一步。中国已经成功发明和研究了一个温度为1.6亿度的人造太阳，这个人造太阳可以持续20秒。虽然时间不长，但这个温度甚至比太阳表面的温度还要高，打破了新的世界纪录，震惊了所有国家。

人造太阳需要突破多少秒才能商用

“人造太阳”也就是大型非圆截面全超导托卡马克装置其建立之初的既定科学目标是实现“1亿度高温，1000秒的等离子体放电”。因为核聚变要想成功为人类所用，就必须将元素氘、氚的等离子体瞬间加热至1亿摄氏度，并连续持续1000秒，才能实现长久稳定、持续不断的核聚变反应。数亿“1亿度和1000秒”也成为了商业化所必须实现的一道重要门槛。

全球最大“人造太阳”核心部件研制取得重大进展

22日，中核集团核工业西南物理研究院传出消息，全球最大人造太阳核心部件研制取得重大进展：国际热核聚变实验堆增强热负荷第一壁完成首件制造， 其核心指标显著优于设计要求，具备了批量制造条件。这标志着中国全面突破ITER增强热负荷第一壁关键技术，实现该项核心科技持续领跑。

探索开发聚变能源的ITER，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国7方共同参与建造，被誉为全世界最大的人造太阳，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。 我国承担了其中约9%的任务。增强热负荷第一壁直接面对芯部1亿摄氏度高温等离子体，是ITER最关键的堆芯部件，涉及聚变堆建设的核心技术。此前，中国掌握的该项技术率先通过国际认证。

科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆在线上致辞中对完成该项目首件制造表示祝贺。他表示，我国第一壁团队多年来付出巨大的努力，做了大量卓有成效的研发工作，取得了巨大成就，在这些工作中，我国不仅自主掌握了工艺原理并突破技术，也为ITER计划提供了重要的中国智慧和中国方案。

在中国国际核聚变能源计划执行中心指导下，中核集团核工业西南物理研究院承接ITER增强热负荷第一壁全尺寸原型件研制，科研团队在成功批量制备增强热负荷手指部件后，与贵州航天新力科技有限公司通力合作，解决了一系列技术难题，成功完成部件的焊接装配。核工业西南物理研究院研发团队负责人谌继明表示，由我国团队领先国际完成首件制造，再次为ITER关键部件的研发取得实质性工程突破，也标志着我国郑重履行了国际承诺。

首件见证仪式结束后，中核集团核工业西南物理研究院与中国航天科工集团第十研究院签订战略合作协议。双方将发挥各自优势，促进核工业和航天工业的深度融合，不断拓展合作领域、建立常态化的合作机制。

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韩国核聚变实验打破世界纪录：控制1亿度高温的等离子体运转20秒

韩国超导托卡马克领航者(KSTAR)是一种超导聚变设备，也被称为韩国人造太阳。它刚刚打破了世界纪录，成功地将高温等离子体保持了20秒，其温度超过1亿度。 韩国聚变能研究所(KEF)的KSTAR研究中心宣布，在与首尔国立大学(SNU)和美国哥伦比亚大学的联合实验中，成功地使温度高于1亿度的等离子体连续运行20秒，这是KSTAR等离子驱动核聚变的核心条件之一 在2019年，KSTAR等离子体持续了8秒。而在2018年的实验中，KSTAR首次让1亿度的等离子体滞留了约1.5秒。 为了重现太阳中发生的聚变反应，必须将氢同位素放置在像KSTAR这样的聚变设备内部，制造出等离子体态——该状态下原子核和电子分离——且离子必须被加热并维持在高温下。 到目前为止，还有其他融合设备可以对1亿度或更高温度下的等离子体进行简单管理。但它们都尚无办法将操作维持10秒或更长的时间——这是正常导电装置的操作极限——且难以在这样的高温下长时间地在融合装置中维持稳定的等离子体状态。 上个月的实验里，KSTAR改进了内部传输屏障(ITB)模式的性能，并成功地长时间维持了等离子体态，突破了控制超高温等离子体的瓶颈。 KSTAR的最终目标是到2025年成功实现300秒连续运行。 https://phys.org/news/2020-12-korean-artificial-sun-world-sec-long.html

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