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晨报记者：作为世界第一台全超导的“人造太阳”，它的建成对人类的未来意味着什么？

万元熙：它将为人类未来建造工业应用的聚变电站搭起一座桥梁。目前，在托卡马克装置上进行聚变反应已经获得不小的成功，但要实现稳态、长时间地运行还有很长的路要走，我们就是想通过全超导技术来解开这个“死结”，让它运行的时间更长，从实验逐步走向应用。

一旦聚变电站成功运行，带给世界的变化将是革命性的。各国之间再也不用为中东的石油而发生战争。没了石油、煤矿开采带来的污染，二氧化碳的温室效应、南极冰面的萎缩、海岸线的增高等等一系列现在人类头疼的问题都会消失。它将给人类带来无限清洁的能源，就像太阳给我们的一样。

晨报记者：目前世界通行的“人造太阳”能工作多长时间？我们这台中国“人造太阳”又能突破到怎么样的高度？

万元熙：世界目前的平均水平只有300多秒，如果正常运行，我们的“人造太阳”可以达到上千秒，随着技术的成熟，未来可能达到一个星期，甚至一个月。到那时，将是非常了不起的。

晨报记者：目前，困扰“人造太阳”从实验走向现实应用的难题有哪些？

万元熙：除了刚才所说的稳态运行问题外，材料也是一大难题，现在没有哪种材料能保证在上亿度环境下不会被损坏，这个问题还得靠科学家经过无数次的实验研制出合适的材料。

晨报记者：说到这套设备我们还是不得不提到安全问题，因为采用裂变反应技术的核电站泄漏令人们不安，你们如何保证“人造太阳”装置不会产生辐射和巨大的爆炸？

万元熙：这是所有人关心的问题，不过，大家可以放心。“人造太阳”完全不同于裂变核电站，它采用的原料是氢和它的同位素氘，这种原料本身就没有辐射性，虽然聚变过程中等离子体碰撞产生中子是一种辐射，但它是短暂的，一旦放电结束就不会再产生中子了，放电过程中产生的中子也是可防护的，通常都不能穿过我们1.5米厚的墙。

而爆炸的可能性根本不存在。虽然等离子体经过聚变能达到上亿度，但都被磁场紧紧约束住，不会膨胀。即使设备出现了问题，等离子体也会在瞬间消失，不会发生爆炸。

晨报记者：人们都很关心“人造太阳”何时可以运用到日常生活中？

万元熙：我们的装置建成后虽然可以大大地推进研究进展，但距离实际的工业应用还有很长的路要走，乐观估计也要30到50年。由中国、美国、欧盟、日本、俄罗斯、韩国参加的国际热核反应堆合作计划（ITER）是一个更先进的装置，它需要10年才能建成；材料的发明、制造需要10年；建立示范堆，检验它在实际应用中的效率问题等等，这又要10年。此外，还取决于各国政府在能源问题上的认识和态度，如果都非常支持，时间就短些，否则会更长。

距离当年氢弹爆炸50多年了，尽管世界上许多国家建起了核电站，人类仍然没有看到一座核聚变发电站的出现。核聚变电站的诱人前景依然是人们心中一个割舍不去的梦。50年来，全世界都在为建立一个能够控制核聚变的装置而努力。在30多个国家建造的大大小小上百个实验装置上，每一次放电时间的延长人们都为之兴奋；每一次温度的提高人们都为之欢呼。因为这看似小小的进步意味着我们离聚变能的应用更近了一步。前不久，中科院等离子物理所建成的全超导的托克马克试验装置调试成功，掀起了全世界对未来“人造太阳”的极大关注。

中国“人造太阳”引发世界冲击波

“人造太阳”调试成功听到这样的消息人们难免心生疑问：太阳可以人造吗？在大多数人眼中，“人造太阳”是人类复制的一个新太阳。“人造太阳”真能挂在天上吗？它究竟是个什么样子？中国刚刚调试成功的“人造太阳”实验装置又是什么呢？这个答案只有亲自造太阳的人知道。

据国家“九五”重大科学工程EAST建设项目总负责人万元熙教授介绍，引起人们猜测的“人造太阳”，就是中科院等离子物理研究所经过8年艰苦奋斗建造成的全超导的托克马克试验装置。“未来的‘人造太阳’基本上是这样，可能会更大些”。

“简单地理解，之所以被称作‘人造太阳’，是因为这个装置产生能量的原理和太阳产生能量的原理一样。”万元熙解释，太阳能够发出强光，辐射到宇宙空间中去，巨大的能量来自于核聚变反应。

氢弹是瞬间的，而“人造太阳”则能持续不断地产生巨大能量。我们把这种研究称为受控热核聚变反应。这种反应在两条途径中正在迅速发展。一条途径就是造出各式各样的磁容器来，其中一类磁容器叫做托克马克。经过全世界60年的努力，这类托克马克聚变装置已取得巨大成功。在这种装置上已经可以把氘的聚变燃料加热到4亿-5亿度的高温区，在这样的温度下发生大量的聚变反应。

据悉，世界上最大的托克马克装置欧洲联合环的聚变功率输出达16兆-17兆瓦，但仍只能短暂地运行。也就是说，这个磁笼只能存在几秒、十几秒钟，从加热到实现聚变反应只有几秒钟的时间。现在，科学家们正在力求实现让托克马克装置连续不断地反应。

“一方面我们获得了巨大进展，另一方面，能否走向稳态运行是未来的聚变反应堆所需要的。”万元熙表示。“我们建造的这个全超导的托克马克试验装置最大的特点就是，把托克马克已经取得的进展过渡到稳态运行状态，为未来实现真正的‘人造太阳’做出重要贡献。”

据悉，今年七八月，全部装置装好仅仅是物理实验的开始。这个物理实验已经引起全世界同行的很大关注和极高的兴趣，因为这是到目前为止第一个全超导的、可以稳态运行的托克马克装置。

万元熙还解释说，目前全世界所有的聚变装置还不能被称之为“人造太阳”。从所有装置上得到的各种研究结果都是为未来建造真实的受控热核聚变反应堆、聚变能电站做出重要的贡献，奠定工程和物理基础。没有这些工程和物理基础，未来建造真实的聚变反应电站是不可想象的。完美能源不是梦根据1998年世界能源组织公布的数据，地球上所蕴藏的铀矿作为燃料只能用60年左右。不仅如此，使用铀矿的过程中还会产生一些高放射性废物，这些废物的寿命非常长，几千年、几万年仍然有放射性，对人类的环境造成另外一种污染。相比之下，聚变能源的燃料则来自于海水，1升海水中所含氢的同位素氘如果全部提取出来，放到未来的人造太阳中发生聚变反应，放出来的能量等同于燃烧300公升的汽油的能量。

可以想象，到那时人类需要的一次性的能源将是无穷尽的，不会为可持续发展而操心，不会为能源的短缺发生政治、军事等冲突，最重要的是不会因为使用化石燃料及其他燃料污染环境。

早在氢弹爆炸成功时，前苏联和美国就以绝密的形式进行受控热核聚变能的研究。由于原子弹爆炸后，十几年的时间就研制出裂变电站，人们可以利用原子弹的裂变能量；氢弹爆炸后，我们即将获得巨大的、无限的清洁能源。这些国家便认为，能够成功爆炸氢弹，也可以用5年、10年或者15年的时间造出一个聚变能电站。专家表示：“我们对此非常乐观。”

受控热核聚变的条件是必须加热燃料到亿万度的高温，把燃料约束到一个局部的小空间中。什么物质的器皿能够盛装上亿度的高温燃料？这成为当前最主要的难题。耐火砖、不锈钢都不可行，必须采用特殊方式来约束聚变燃料。

如果没有物质的器皿盛装上亿度高温的等离子体聚变燃料，可否用磁场构造一个磁的容器来盛装？这就产生了托克马克这类磁约束聚变装置。使用这个装置，其外面大量的大线圈和磁体会产生一个环形的磁容器，在这个磁容器里面约束、加热聚变的燃料，让它发生聚变反应。

过去的60年，近100个大大小小的托克马克一点点地贡献了不同特点的技术，才使得我们敢于去建造越来越大的托克马克聚变装置。背景链接托克马克

如何克服巨大的静电斥力将原子核聚到一起，还要将它们的密度维持在一定水平以防不安全的能量爆发(如氢弹就是不可控的核聚变)？前苏联科学家在20世纪50年代初率先提出磁约束的概念，并在1954年建成了第一个磁约束装置—形如中空面包圈的环形容器“托克马克(Tokamak)”，又称环流器。一般情况下，在超过10万摄氏度的磁场中，原子中的电子就脱离了原子核的束缚，形成等离子体。带电粒子会沿磁力线做螺旋式运动，所以等离子体就这样被约束在这种环形的磁场中，也叫磁笼。人造太阳

亿万年来，地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压。在这样的高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量。几十亿年来，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，无休止地向外辐射着能量。

核聚变能是两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时释放的能量，产生聚变的主要燃料之一是氢的同位素氘。氘广泛分布在水中，每升水约含30毫克氘，通过聚变反应产生的能量相当于300升汽油的热能。采集氘并使之与相关物质聚变产生能量，就是“人造太阳”的原理。

根据科学家的分析，如果我们未来能建成一座1000兆瓦的核聚变电站，每年只需从海水中提取304公斤的氘就可产生1000兆瓦的电量。照此计算，地球上仅在海水中就含有45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。

1952年，当第一颗氢弹爆炸之后，人类制造核聚变反应成为现实，但那只是不可控制的瞬间爆炸。从那个时候开始，科学家们一直在寻找途径，把氢弹爆炸在某个试验装置上加以控制，然后源源不断地取出它的核聚变能。50多年过去了，这个梦想一直没能实现。

美国、前苏联等国在20世纪80年代中期发起了耗资100亿欧元的国际热核实验反应堆�ITER 计划，旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆，中国于2003年加入该计划。中科院等离子物理研究所是这个国际科技合作计划的国内主要承担单位。

1994年底，中科院等离子物理研究所建成中国第一台超导托卡马克装置HT-7，使中国成为继俄、法、日之后第四个拥有同类实验装置的国家。在此基础上，专家着手研制中国“九五”重大科学工程之一—EAST。从2003年开始，EAST开始进入总装。据介绍，该工程立项时国家投资1.65亿元人民币。推进国际合作实现人类梦想据悉，由于商业利益巨大，以及对人类可持续发展的重要性，一直以来所有关于“人造太阳”的试验一直处在绝密状态。但是，事实上，当从事这些绝密研究数十年后，所有国家都发现想要实现目标太困难了。因此发展到现在，受控热核聚变的研究在全世界成为最广泛的国际合作研究项目，已经不再保密。

据悉，我国科学家在20世纪50年代中期就开始了可控核聚变的研究。1984年，中国核工业总公司西南物理研究院曾建成中国最大的研究核聚变的托克马克装置。2006年3月，中科院等离子物理研究所建造的“人造太阳”实验装置调试成功，意味着能够稳态运行的实验装置已经具备实验能力。

中科院等离子物理研究所所长李建刚说：“我们这一代科学家已经做了50年还没有建成‘人造太阳’。并不是说我们太笨，因为这件事情太难了，难到靠任何一个国家的财力、物力和科学技术都不可能达到。我最大的愿望就是希望有生之年能够看到一个灯泡是用聚变能点亮的。但是客观地讲，这种愿望可能实现不了，因为太难了。”

虽然中科院研制的“人造太阳”实验装置还没有进行真正的核聚变实验，但是他们的调试成功已经得到了国际聚变界的关注和称赞。在国家“九五”重大科学工程EAST建设项目总负责人万元熙教授看来，和30年前刚刚开始这项研究相比，国际聚变界态度的转变让人颇有感触。

万元熙谈道：“过去我们与其他国家讨论国际交流合作的时候，某些国家的官员总说‘我们跟你没合作，没有什么可获得的’。现在，世界上许多著名的研究所都主动、积极地要求与中科院等离子物理研究所、中国磁约束聚变界进行广泛合作。10多年来，随着我国国力的强盛和改革开放的深入，一批有才干的、本土的聚变人才已经迅速成长起来，这对中国未来聚变研究是至关重要的。中国的聚变研究不是一代人能够实现的，‘人造太阳’的梦不是一代人能够完成的，这个梦要几代人连续不断的努力才能够实现。”

万元熙回忆：“我们宣传受控热核聚变的时候，许多领导会紧接着问‘我们什么时候能拿到聚变能？我们什么时候能够发电？’我告诉他们，可能还要30-50年时间。‘哦，看来是太长了。’我要说的是，与人类历史发展的长河相比，30年、50年算什么！50年的时间中国发生了翻天覆地的变化，如果再来30-50年，我们能够一劳永逸地解决人类可持续发展最重要的清洁能源，无限的清洁能源，30-50年不成问题。”

据了解，研究建设“人造太阳”是一项极其耗费人力、物力、财力、时间的事业。比如，在托克马克已经取得巨大成功的基础上，国际聚变界曾在1984年联合进行下一个试验聚变堆的设计和研究。当时有几个不同的版本。第一个版本是用100亿欧元把这个试验反应堆建造起来，国际聚变界、各国政府都觉得花钱太多；之后改成第二个版本，用50亿欧元建造，现在已经得到各个国家政府的批准，中国也决定加入进来。50亿欧元也仅仅能够建造一个试验反应堆，而这个试验反应堆将会产生500兆-700兆瓦的聚变功力。

万元熙介绍，中科院2月份进行试验调试的时候，大概每天的电费就达5万元左右，还不包括其他易损件的补充、更替和人力等。这样一个装置如果正常运行起来，每天运行和试验的费用应当在10万元左右。“幸运的是我们的工程调试非常成功，对于装置的运行我们有95%的成功把握。听到我们工程调试成功的消息后，世界上主要研究所著名科学家纷纷来电祝贺，并将于今年10月来参加我们的第二次国际顾问委员会。这就是说，我们的投入得到了非常好的回报”。

　　〖聚焦创新〗中国“人造太阳”即将放电

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　　2006-8-24 9:05:10 中国工业报

　　8月中旬，由中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST(原名HT-7U)核聚变实验装置(又称“人造太阳”)将在安徽合肥中国科学院等离子体物理研究所进行首次正式放电实验。记者了解到，这次放电实验，已引起了国内外科学界的高度关注。实验一旦成功，意味着安徽将成为世界上第一个建成此类核聚变实验装置并能实际运行的地方。
　　如何解决能源危机
　　自从第一次石油危机以来，世界各国都在竞相发展节能技术，力图掌握能源命脉，维护国家安全。但是人类目前可利用的能源资源非常有限，主要能源将在未来几十年至100多年的时间内枯竭。据日本权威机构专家测算，按目前世界已探明能源储量和可开采年限计算，石油资源的储量为10195亿桶，可供开采43年，高成本油田可供人类开采240年；天然气埋藏量为144万亿立方米，可开采63年，高成本气田可供开采452年；煤炭埋藏量10316亿吨，可开采231年。同时传统能源还会带来环境问题，如温室气体的增加可引起气候变化等。而世界上已有的核电站，都是利用原子核裂变反应的电站，主要原料铀的储量仅够维持数百年之用，况且核电站有着放射性物质泄漏事故、核燃料埋藏处理等重要隐患。
　　无奈，科学家将最终解决能源危机的希望，寄托在了受控核聚变的实现和推广身上。核工业西南物理研究院钟学儒高速记者，其原理类似太阳发光发热，即在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的聚变反应释放出核能。核聚变能源使用的氘、氚可从海水中提取，也不产生室温气体及高放射性核废料，可以像太阳一样，为人类提供一种无限、清洁和安全的能源。据了解，1升海水提取的氘，在全完的聚变反应中释放的能量，相当于燃烧300升汽油释放的能量。
　　其实，人来早已实现了氘氚核聚变--氢弹爆炸，但那种不可控制的瞬间能量释放只会给人类带来灾难。驯服核能使核聚变在人为控制下发电，是件异常艰难的事，国际间联合攻关势在必行。
　　钟学儒告诉记者，经过几十年的准备和酝酿，今年5月，欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度7方参与的国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目正式启动。该计划前期投资约50亿美元，计划用8～10年的时间完成，预计最终总投资将超过100亿美元。其中，欧盟承担50%的费用，其余6方分别承担10%，超出预计总花费10%的费用将用于支付建设过程中由于物价等因素造成的预算超支。此外，参与各方完全平等地享有项目的所有科研成果和知识产权。据悉，这是国际空间站之后，国际间最庞大的科研合作项目之一。
　　中国任重道远
　　中国工程院院士彭士禄告诉记者，我国在20世纪50年代中期就开始进行核聚变研究主要由核工业西南物理研究院和中国科学院等离子体物理研究所来进行。
　　20世纪80年代核工业西南物理研究院就建成了中国环流器一号装置，为我国在国际核聚变研究领域赢得了一席之地；20世纪90年代，该院又建成了中国环流器新一号装置，达到国际上同类型、同规模装置的先进水平，研究成果得到世界核聚变界的关注和肯定。2002年，该院成功建成了中国第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置--中国环流器二号A装置。
　　中国科学院等离子体物理研究所万元熙透露，科学院等离子所于1994年底建成中国的一台全超导托卡马克装置HU-7U后被命名为EAST，从2003年开始，EAST开始进入总装。据介绍，该所耗资1.65亿元人民币的全超导托卡马克研究计划为，建成一个以具有非圆小截面的全超导托卡马克为核心的核聚变实验系统，并在其上实现近堆芯高参数，长脉冲和稳态运行。
　　万元熙认为，我国进行的与未来聚变堆相关的工程和物理问题的探索性实验研究，将为未来稳态、安全、高效先进聚变堆的物理和工程技术基础做出重要贡献，从而使中国在开发清洁而又无限的核聚变能的研究领域进入国际先进水平，做出更大贡献。他说，成功设计和建造EAST的经验构成了中国参加ITER的重要基础，同时EAST的成功建造和运行将为中国磁约束核聚变研究的下一步计划奠定坚实的物理、工程技术和人才队伍基础。
　　不过,跟踪国际聚变能科技动态40余年时间的西南物理研究院科技委主任严建成坦承:“目前，英国、美国、日本等少数几个国家的大型装置，已经在秒量级(几秒钟之内)下达到了亿度温度。中国和国际最先进的水平还有差距。”
　　严建成透露，中国将在ITER装置建设期间，提供总造价10%、也就是40多亿元人民币的核部件，并承担了两大核心技术的攻关任务：中子屏蔽技术、超导技术。前者是聚变反应中避免污染环境的关键技术，后者则将提供反应所需的强磁场。“预计本世纪中叶，聚变核电站就将步入商用阶段。我国三大动力等转北制造巨头有着开发新产业的良机。”

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　　中国"人造太阳"下月放电 如获成功将成世界之最
　　【来源：南方日报报业集团-南方日报】
　　合肥消息 8月15日前后，俗称“人造太阳”的全超导托卡马克EAST核聚变实验装置将在合肥科学岛上进行首次等离子体放电实验。这意味着这一装置进入正式运行阶段。

　　科学岛上的“人造太阳”，是中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置。

　　其运行原理就是在这台装置的真空室内加入少量氢的同位素氘或氚，通过类似变压器的原理使其产生等离子体，然后提高其密度、温度使其发生聚变反应，反应过程中会产生巨大的能量。在未来的核聚变电站中，反应产生的能量可以通过能量输出转换装置供人类使用。据了解，1升海水提取的氘，在完全的聚变反应中释放的能量，相当于燃烧300升汽油释放的热能。

　　首次放电实验，已引起国内外科学界的高度关注，而放电过程是否具有危险性更为世人所牵挂。据参与这一工作的科研人员解释，核聚变实验装置只有在放电的时候才会产生中子辐射，一旦实验结束就没有了辐射，而产生的中子辐射不会影响到大厅之外。整个核聚变实验大厅是全封闭式构造，四周墙壁的厚度达到1.5米，屋顶的厚度为1米，内部全部为钢筋捆扎，表面用水泥浇筑而成，“是非常安全的”。

　　目前，这一核聚变实验装置真空室内的二次总装正有条不紊地进行。实验一旦成功，将意味着合肥成为世界上第一个建成此类核聚变实验装置并能实际运行的地方。

　　据《新安晚报》

由中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已成功完成首次工程调试。调试中，最受关注的低温调试和磁体通电测试获得通过，为年内运行及国家验收奠定了可靠基础。“EAST实验装置”旨在探索可以得到无穷尽清洁能源的途径，相当于人类为自己制造了一个小太阳。现在，让我们走近“人造太阳”。
太阳上的聚变反应是不可控的，就像在地球上看到的氢弹爆炸，巨大的能量在一瞬间释放出来，只能起到毁灭性的破坏作用。为了让这种能量为我所用，需要将能量释放过程变成一个稳定、持续并且可控制的过程。EAST正是起着这一转化作用，通过磁力线的作用，氢的同位素等离子体被约束在这个“游泳圈”中运行，发生高密度的碰撞，也就是聚变反应。
人类研制“人造太阳”已经50年，30多个国家投入研究，建造上百个实验装置，科研人员1.2万多人，每年经费超过20亿美元，如此规模宏大的科研，却一直不为人知。在中国，公众对“人造太阳”更是知之甚少。核工业西南物理研究院聚变科学所300多位研究人员密造着中国的“人造太阳”。聚变科学所所长刘永掰着指头数：研究院从1965年在乐山建立开始，到1990年搬到成都，我国“人造太阳”研究已有40年。
核聚变要比目前通过核裂变反应的核电站能产生更多能量；它可通过电解取之不尽、用之不竭的海水获得原料氘，并且还不像现在的核电站产生长达千年不分解的核废料，是一种清洁的环保能源。因此，核聚变被认为是未来解决世界能源和环境问题最重要的途径之一，对发展中国家和地区具有特别重要的意义：1公斤核聚变燃料相当于1万吨石油燃料。