国产可控核聚变装置“人造太阳2号”实现100秒持续放电,核聚变能源研究迈入新阶段

2025年7月,中国核工业集团宣布,新一代可控核聚变装置“人造太阳2号”(HL-2M)在实验中成功实现100秒持续放电,这一突破标志着中国在核聚变能源研究领域迈入全新阶段,为未来实现清洁、无限能源提供了关键技术支撑。

一、技术突破:100秒持续放电刷新纪录

此次实验中,“人造太阳2号”装置在1亿摄氏度高温下,成功维持等离子体稳定运行100秒,刷新了此前由EAST装置保持的101.2秒高约束放电纪录。这一突破不仅验证了装置在长脉冲、高参数条件下的稳定性,更展示了中国在核聚变技术领域的领先地位。

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“人造太阳2号”采用先进的托卡马克结构,通过超强磁场将上亿摄氏度的高温等离子体约束在真空室内,实现可控核聚变反应。装置的等离子体电流能力达到2.5兆安培以上,离子温度可达到1.5亿摄氏度,远超国际同类装置。这一技术突破,为未来核聚变堆的商业化应用奠定了坚实基础。

二、科研历程:从“追赶者”到“领跑者”

中国在可控核聚变领域的研究始于上世纪50年代,与世界同步。1965年,中国在四川乐山建立核聚变研究基地,1984年建成中国环流器一号(HL-1),标志着中国进入规模化实验研究阶段。此后,中国环流器二号A(HL-2A)、EAST装置等相继问世,推动中国核聚变技术不断突破。

2020年,“人造太阳2号”(HL-2M)装置在成都建成并实现首次放电,成为中国规模最大、参数最高的先进托卡马克装置。此次100秒持续放电的实现,是中国科研人员数十年如一日的艰苦攻关和自主创新的成果,标志着中国从“追赶者”转变为“领跑者”。

三、国际合作:推动全球核聚变研究

中国积极参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划,与欧盟、美国、日本、俄罗斯等国合作,共同推进核聚变能源研究。“人造太阳2号”的技术突破,不仅为中国深度参与ITER计划提供了重要支撑,也为全球核聚变研究贡献了中国智慧和中国方案。

此次100秒持续放电的实验数据,将为ITER计划提供重要参考,推动全球核聚变技术向商业化应用迈进。中国科研团队表示,未来将进一步加强与国际同行的合作,共同攻克核聚变能源研究中的关键科学问题。

四、未来展望:清洁能源的“终极梦想”

可控核聚变被誉为能源行业的“圣杯”,其燃料氘在海水中储量丰富,1公升海水提取的氘在完全聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量。与化石能源相比,核聚变反应不排放二氧化碳,与核裂变相比,既不产生核废料,辐射也极小,是一种理想的绿色能源解决方案。

中国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略,将聚变能作为解决能源问题的最终一步。此次“人造太阳2号”实现100秒持续放电,是中国在核聚变能源研究领域的重要里程碑,标志着中国向实现清洁、无限能源的目标迈出了坚实一步。

五、社会反响:激发公众对核聚变能源的期待

此次技术突破引发了社会广泛关注,公众对核聚变能源的未来充满期待。有网友评论称:“如果核聚变能源能够实现商业化应用,人类将彻底摆脱能源危机,迎来一个清洁、可持续发展的新时代。”

中国科研团队表示,未来将继续推进核聚变技术研究,力争在本世纪中叶实现核聚变能的商业化应用,为人类社会提供取之不尽、用之不竭的清洁能源。

结语:逐梦“人造太阳”,照亮未来能源之路

“人造太阳2号”实现100秒持续放电,是中国在核聚变能源研究领域取得的又一重大突破。这一成果不仅展示了中国在高端科技领域的创新能力,也为全球核聚变研究注入了新的动力。未来,中国将继续深化核聚变技术研究,推动核聚变能源的商业化应用,为人类社会的可持续发展贡献力量。正如科学家们所说:“我们正在播种太阳,照亮未来能源之路。”

详细解释“人造太阳2号”的工作原理?

“人造太阳2号”(HL - 2M)属于可控核聚变装置,其工作原理基于托卡马克结构,利用强磁场约束高温等离子体以实现核聚变反应,

核聚变反应基础

核聚变是将两个较轻的原子核结合而形成一个较重的核,以及一个很轻的核或粒子的一种核反应,在此过程中,核聚变反应将一部分反应物的质量转化为了能量。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程,它的光和热就是由核聚变产生的。“人造太阳2号”就是效仿太阳的核聚变原理,为人类提供能源。

托卡马克装置运行原理

托卡马克装置是实现可控核聚变的重要方向之一,其运行原理是利用强磁场来约束高温的等离子体。“人造太阳2号”采用更先进的结构与控制方式,通过强磁场将高温离子约束在真空环境中,不与任何材料接触。在实验中,聚变反应产生的能量是核裂变的7倍,反应产物是无放射性污染的氦。

实现可控核聚变反应的条件

要实现可控核聚变反应,必须满足三个苛刻条件:

温度要足够高‌:使燃料变成超过1亿摄氏度的等离子体。因为只有温度特别高,原子核才会“跑”得更快,进而发生聚变反应。

密度要足够高‌:每立方米中要装1万亿亿个粒子,这样两个原子核发生碰撞的概率才大。

等离子体在有限的空间里被约束足够长时间‌:以便核聚变反应能够持续进行。