我们已经有太阳了 为什么还要再建一个？
最近，中国核聚变的发展取得了重大突破。2020年12月4日14时02分，新一代“人造太阳”装置——中国循环器II M装置(HL-2M)在成都首次建成并排放，为我国核聚变反应堆的自主设计和建设奠定了坚实的基础。那么，到底什么是“人造太阳”？中国环行器2号M机组取得了哪些技术突破和自主创新？中国好声音专访了中国核工业集团公司西南物理研究所聚变科学研究所副所长钟。
为什么我们还需要第二个太阳？
俗话说万物靠太阳生长，太阳核心温度在1500-2000万度左右，而地球上的金属材料会在1000度左右融化。钟武夫介绍说，中国的“人造太阳”需要做的是在地球上建造一个能够承受1亿度甚至2亿度以上高温的装置。
据估计，到目前为止，钟武律：的太阳已经燃烧了大约50亿年。为什么太阳可以燃烧不休？因为它的质量很大，可以把这些聚变物质，也就是它的外层氢核，向太阳的核心强烈推动，达到很高的温度和很高的密度，核聚变反应就自然发生了。"
钟武律曾做演讲 《受控核聚变：用“人造太阳”点亮能源梦想》
钟导演经常遇到有人问他：“我们已经有太阳了，为什么还要再建一个呢？”钟主任解释说：“这个装置的原理类似于太阳发光发热的原理，也就是核聚变的原理，所以它不是新太阳，而是聚变装置，或者我们说它是聚变堆。事实上，我们的最终目标是利用它实现核聚变，释放能量用于发电。”
其实核聚变是整个宇宙的能量。建造“人造太阳”的目的是通过核聚变反应持续稳定地输出能量，最终解决人类的能源问题，从而造福人类。由于核聚变的原理与太阳发光发热的原理非常相似，这些旨在探索聚变清洁能源的装置被称为“人造太阳”。
“人造太阳”是如何发电的？
目前，EAST超环(EAST)和中国循环器2号A(HL-2A)和M(HL-2M)都属于“人造太阳”实验装置。钟武夫介绍说，已建成的中国循环器2号M装置(HL-2M)是我国新一代先进的磁约束核聚变实验研究装置。他说：“该装置是国内自主设计建造的，采用先进的结构和控制方式，具有先进的偏滤器配置优势。它是国内最大、参数最高的先进托卡马克装置。它的体积是国内现有设备的两倍多。等离子体的电流容量可以提高到2.5兆安培，等离子体离子的温度可以达到1.5亿度。也就是说，太阳核心温度的10倍。”
中国环流器二号M装置（HL-2M）在成都建成并实现首次放电
在HL-2M设备建设过程中，联合国多个研究单位——西南核工业物理研究所在设备的物理结构设计、特殊材料开发、材料连接及关键部件研发、总装一体化、实现可拆卸线圈结构、提升控制操作水平、提高设备物理实验研究能力等方面取得了多项突破；克服高镍合金双曲面薄壁件大型真空容器的压缩成型、焊接变形控制等关键技术；掌握了具有国际先进水平的异型铜合金厚板制造成型工艺，实现了高强度膨胀螺栓部件的自主国产化；成功开发出国内首台具有国际先进水平的大型立轴脉冲发电机组。以HL-2M设备建设为先导，西方科学院已掌握的特殊材料、关键设备、极端条件下的精密制造等关键技术形成了“同步辐射”效应，在航空、航天、电子等前沿领域实现了创新应用。
中国循环器二号机组(HL-2M)在成都建成并实现首次排放
我们能控制得住“人造太阳”吗？
核聚变，也称核聚变，只是两个较轻的原子核融合在一起形成一个较重的原子核的过程，这与核裂变的原理相反。人类已经能够实现不受控制的核聚变，比如氢弹爆炸。
钟武夫介绍，要想使用核聚变能源，必须使核聚变可控，也就是说必须满足三个非常苛刻的条件。“第一个条件是它需要很高的温度，因为只有温度很高，原子核才会有足够的动能，也就是原子核会跑得更快。第二个条件是等离子体的密度要足够高，高的概念是增加原子核之间聚合的概率。三是长期控制这些原子核，即在足够长的时间内维持高温高密度的核反应条件，使核聚变能够发生并持续下去。”
但是，在地球上，没有任何物质可以直接包裹温度为1亿度的等离子体。但是科学家们想出了一种用强磁场抑制带电粒子的方法。钟主任回到核西药物所，正好赶上团队，重点攻克一项关键技术——，实现高约束模式运行。经过一万多次实验，该团队终于在2009年实现了国内第一次高约束模式运作。
“人造太阳”离我们并不遥远
在我国核能发展的“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略中，聚变能被视为解决能源问题的最后一步。
人类对清洁能源的期望是一种无废气、无放射性废物、资源丰富的能源。钟武夫介绍，核聚变能源正是这样一种能源。他说：“第一，核聚变的反应燃料，我们说它的资源非常丰富，其中核聚变反应的燃料氘可以从水中提取。第二个特点是核聚变的反应本质上是安全的，不存在所谓的不可控或爆炸。第三，因为核聚变反应，不会排放废气，不会产生温室气体，不会产生长寿命的放射性产品。所以是目前人类公认的最理想的能源。”
钟导演在分享研究成果的时候总喜欢以一首歌作为结尾，就是大家熟悉的《种太阳》。他说，研究核聚变能源的感觉就像人类第一次看到自己点燃了一堆——的篝火，充满了希望。目前，从国内外核聚变研究开发的概况和现状来看，业界普遍认为聚变能的商业化应用有望在本世纪中叶实现。
中国循环器2号M机组(HL-2M)
目前，国家原子能机构正在研究核聚变综合研究与创新体系的布局，打造国家级核聚变创新研究平台、国内外专家学者交流平台、青年科学家成长平台，全面推动我国核聚变事业从平行走向领先。
资料来源：中国之声，中央广播电视总台(身份证号：zgzs 001)
制片人/马也主编/孙雪
台湾杨光记者/周伟将军
编辑/王元毛巾