中国环流器一号实验装置建成于

⑴ 中国的:''人造太阳''

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：说到这套设备我们悉顷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睁肢陆的，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”调试成功饥厅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”。

⑵ 受控核聚变实验装置是什么装置

如同某些重原子能发生裂变，同时释放出巨大的能量一样，某些轻核也能聚变成较重的核，并释放出比裂变时大几倍甚至几十倍的能量。因此，轻核聚变将是人类获得核能的另一条更有远大前景的途径。人们开展了很多这方面的研究，力求在人为可控的条件下将轻原子核（主要为氘、氚等）聚合成较重的原子核，同时释放出巨大能量——这就是所谓的受控核聚变。由于氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，且反应产物是无放射性污染的氦，因此它具有释放能量密度高、燃料丰富、成本低廉、与环境兼容性强、安全性好等优点。

然而由于聚变反应能够自持进行的条件十分苛刻，要首先使燃料处于等离子体状态，并使等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度并持续足够长的热能约束时间，原子核才可以克服斥力聚合在一起，所以受控核聚变的实现极其艰难。目前这方面的研究分惯性约束和磁约束两种途径。惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变；磁约束是利用强磁场可以很好的约束带电粒子的特性，构造一个特殊的磁容器，建成聚变反应堆。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大进展，利用一种环行磁约束装置——托卡马克研究领先于其他途径。

中国一直很重视这方面的研究。中国核工业西南物理学院于1986年自行研制成功托卡马克研究装置——“中国环流器一号”。1994年他们又研制成“中国环流器新一号装置”，更在2002年12月研制成功“中国环流器二号A装置”。位于中国安徽省合肥市的中国科学院等离子体物理研究所承担的HT一7超导托卡马克实验在2002年至2003年冬季取得了重大进展，该装置是将超导技术成功应用于产生托卡马克磁场的线圈上，使得磁约束的连续稳态运行成为现实。这是受控核聚变研究的一次重大突破。中科院等离子体所的HT-7托卡马克实验装置成功的实现了在低杂波驱动下电子温度超过500万度、中心密度大于1．0×1019／m3、长达20秒可重复的高温等离子体放电；实现了电子温度超过1000万度、中心密度大于1．2×1．0 x 1019／m3、超导10秒的等离子体放电。在离子伯恩斯波和低杂波协同作用下，实现放电脉冲长度大于100倍能量约束时间、电子温度2000万度的高约束稳态运行；最高电子温度超过3000万度。

等离子所取得的重大进展表明，HT-7超导托卡马克装置已经成为世界上第二个放电长度达到1000倍热能约束时间。温度为1000万度以上，能对稳态先进运行模式展开深入的物理和相关工程技术研究的超导装置，在稳态高约束运行长度上已达到世界领先水平。

⑶ 核工业西南物理研究院的主要业绩

经过40多年的艰苦奋斗，建成了22个受控核聚变等离子体实验研究装置，开展了一系列物理实验。特别是1984年建成的中国环流器一号（HL－1）和1994年建成的中国环流器新一号（HL－1M）两个中型托卡马克装置及其实验研究成果，代表了当时我国磁约束聚变实验研究的水平，处于国际上同类型、同规模装置的先进行列，并在探索可控核聚变的道路上取得了重要进展。我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（HL－2A）于 2002年建成，2003年在该装置中首次实现偏滤器位形放电，把我国核聚变实验研究的整体水平提升到一个新的高度。之后经过三年努力，完成了“中国环流器二号A装置配套与完善建设项目”，使这一核聚变装置具备了更为强大的加热能力和时空分辨等离子体诊断系统，实验装置研究水平步入到一个新的台阶，具备了开展近堆芯等离子体物理实验的能力。近几年在HL-2A装置上成功开展了偏滤器位形下的高密度实验、超声脉冲分子束、低混杂波等专题改善约束实验研究，在等离子体约束和输运、大功率电子回旋波加热、加料及杂质控制等研究方面取得了一批创新性科研成果，充实了ITER数据库，为“十一五”核聚变能源开发和完成ITER计划任务奠定了基础。HL-2A已实现高参数条件下连续重复稳定的偏滤器位形放电，运行参数达到：纵场2.7T，等离子体电流433kA，等离子体放电时间3.15s，平顶时间2.5s，辅助加热功率2.5MW，等离子体线平均密度大于6×1019 m-3，电子温度4.93keV(约5500万度)，获得了我国目前托卡马克装置最高等离子体电子温度，标志着我国磁约束核聚变研究再上新台阶。在聚变堆设计与工艺材料研究方面也取得了一系列研究成果，初步具备了开展聚变堆物理设计、概念设计、工程设计以及聚变堆堆材料和聚变堆堆工艺的研发平台。

⑷ 中国人造太阳

还在安徽的实验室

〖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》
参考资料：http://www.mei.net.cn/page/news/news.asp?CD=176053

⑸ 谁能帮我解释一下核裂变及核聚变

核裂变:
冰受热变成水是一种物理变化，氢气和氧气反应变成水是一种化学变化，但是在这些变化中组成水的氢原子和氧原子的原子核都没有发生变化。实际上原子核也是能变化的，目前人们已经知道原子核可以发生两种变化：核裂变和核聚变。

核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变……，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。
核裂变是在1938年发现的，由于当时第二次世界大战的需要，核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹。原子弹的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。目前，人们除了将核裂变用于制造原子弹外，更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福，让核裂变始终在人们的控制下进行，核电站就是这样的装置。

核聚变:

比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的

过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才

能发生核聚变，比如氢的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能

量，而且比核裂变放出的能量更大。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。

核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控

的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变

在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。

实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而

且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水

中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海

水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困

扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非

常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，

没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。

尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计

了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可

以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子
核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子
在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大,

世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另外的物质。物质无论是分裂或合成，都会产生能量。由两个氢原子合为一个氦原子，就叫核聚变，太阳就是依此而释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的，目前的核电站也是利用核裂变而发电。
核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。
核聚变要在近亿度高温条件下进行，地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。但是，用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。
关于核聚变的“点火”问题，激光技术的发展，使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以“点燃”核聚变。除激光外，利用超高额微波加热法，也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术，美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。
1991年11月9日17时21分，物理学家们用欧洲联合环形聚变反应堆在1.8秒种里再造了“太阳”，首次实现了核聚变反应，温度高达2×108℃，为太阳内部温度的10倍，产生了近2兆瓦的电能，从而使人类多年来对于获得充足而无污染的核能的科学梦想向现实大大靠近了一步。
我国自行设计和研制的最大的受控核聚变实验装置“中国环流器一号”，已在四川省乐山地区建成，并于1984年9月顺利启动，它标志着我国研究受控核聚变的实验手段，又有了新的发展和提高，并将为人类探求新能源事业做出贡献。美中两国科学家分别于1993年和1994年在这个领域的研究和实验中取得新成果。
目前，美、英、俄、德、法、日等国都在竞相开发核聚变发电厂，科学家们估计，到2025年以后，核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后，受控核聚变发电将广泛造福人类。
核聚变反应燃料是氢的同位素氘、氚及惰性气体3He（氦－3），氘和氚在地球上蕴藏极其丰富，据测，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油，这就是说，1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站，每年耗氘量只需304千克。
氘的发热量相当于同等煤的2000万倍，天然存在于海水中的氘有45亿吨，把海水通过核聚变转化为能源，按目前世界能源消耗水平，可供人类用上亿年。锂是核聚变实现纯氘反应的过渡性辅助“燃料”，地球上的锂足够用1万年～2万年，我国羌塘高原锂矿储量占世界的一半。
科学家们发现，以3He为燃料的核聚变反应比氘氚聚变更清洁，效益更高，而且与放射性的氘氚不同的是3He是一种惰性气体，操作安全。获得过诺贝尔奖金的科学家博格、美国总统军备控制顾问保罗·尼采1991年曾撰文说，没有其它能源能像3He那样几乎无污染。
下世纪初，人类将在月球上开采地球上不存在的3He矿藏，用于代替氚，从而使目前世界各地建造的实验性聚变反应可以攻克关键性的难关，使其走上商用成为可能。地球上并不存在天然的3He，作为核武器研究的副产品，美国每年生产大约20千克，但一台实验性反应堆就需要至少40千克。月球上的钛矿中蕴藏着丰富的3He资源。
月球表面的钛金属能吸收太阳风刮来的3He粒子。据估计，月球诞生的40亿年间，钛矿吸收了大约100万吨3He，其能量相当于地球上有史以来所有开发矿物燃料的10倍以上。1994年日本宣布了去月球开发3He的计划项目，日本比美国在3He聚变项目上的投资要多出100倍。
1986年起美国威斯康星州的麦迪逊就成了3He研究中心。只要从月球上运回25吨3He，就可满足美国大约一年的能源需要。目前，全球每年的能源消费大约1000万兆瓦，联合国1990年公布的数字，到2050年时将会猛增至3000万兆瓦，每年从月球上开采1500吨3He，就能满足世界范围内对能源的需求。
按上述开采量推算，月球上的3He至少可供地球上使用700年。但木星和土星上的3He几乎是取之不尽、用之不竭的。综上所述，可以看出，核聚变为人类摆脱能源危机展现了美好的前景。
核裂变和核聚变

核能是能源家族的新成员，它包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的质子通过裂变而释放的巨大能量，目前已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。

核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素？？氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了150亿年。氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦。另外，由于核聚变需要极高温度，一旦某一环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动中止。也就是说，聚变堆是次临界堆，绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(裂变)电站的事故，它是安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发聚变能的原因所在。

其实，人类已经实现了氘氚核聚变？？氢弹暴炸，但那种不可控制的瞬间能量释放只会给人类带来灾难，人类需要的是实现受控核聚变，以解决能源危机。聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态。等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体。在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行。由于三重积的苛刻要求，受控核聚变的实现极其艰难，真正建造商用聚变堆要等到21世纪中叶。作为21世纪理想的换代新能源，核聚变的研究和发展对中国和亚洲等能源需求巨大、化石燃料资源不足的发展中国家和地区有特别重要的战略意义。

受控热核聚变能的研究分惯性约束和磁约束两种途径。惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变。磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性，构造一个特殊的磁容器，建成聚变反应堆，在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大的进展，托卡马克类型的磁约束研究领先于其他途径。

受控热核聚变能研究的一次重大突破，就是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，建成了超导托卡马克，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。超导托卡马克是公认的探索、解决未来具有超导堆芯的聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。目前，全世界仅有俄、日、法、中四国拥有超导托卡马克。法国的超导托卡马克Tore-supra体积是HT-7的17.5倍，它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置，在放电时间长达120秒条件下，等离子体温度为两千万度，中心密度每立方米1.5x10的19次方，放电时间是热能约束时间的数百倍。

⑹ 中国最大的核聚变研究中心在哪

我国自行设计和研制的最大的受控核聚变实验装置“中国环流器一号”，已在四川省乐山地区建成，并于1984年9月顺利启动，它标志着我国研究受控核聚变的实验手段，又有了新的发展和提高，并将为人类探求新能源事业做出贡献。美中两国科学家分别于1993年和1994年在这个领域的研究和实验中取得新成果。
目前，美、英、俄、德、法、日等国都在竞相开发核聚变发电厂，科学家们估计，到2025年以后，核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后，受控核聚变发电将广泛造福人类。
核聚变反应燃料是氢的同位素氘、氚及惰性气体3He（氦－3），氘和氚在地球上蕴藏极其丰富，据测，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油，这就是说，1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站，每年耗氘量只需304千克。
氘的发热量相当于同等煤的2000万倍，天然存在于海水中的氘有45亿吨，把海水通过核聚变转化为能源，按目前世界能源消耗水平，可供人类用上亿年。锂是核聚变实现纯氘反应的过渡性辅助“燃料”，地球上的锂足够用1万年～2万年，我国羌塘高原锂矿储量占世界的一半。
科学家们发现，以3He为燃料的核聚变反应比氘氚聚变更清洁，效益更高，而且与放射性的氘氚不同的是3He是一种惰性气体，操作安全。获得过诺贝尔奖金的科学家博格、美国总统军备控制顾问保罗·尼采1991年曾撰文说，没有其它能源能像3He那样几乎无污染。
下世纪初，人类将在月球上开采地球上不存在的3He矿藏，用于代替氚，从而使目前世界各地建造的实验性聚变反应可以攻克关键性的难关，使其走上商用成为可能。地球上并不存在天然的3He，作为核武器研究的副产品，美国每年生产大约20千克，但一台实验性反应堆就需要至少40千克。月球上的钛矿中蕴藏着丰富的3He资源。
月球表面的钛金属能吸收太阳风刮来的3He粒子。据估计，月球诞生的40亿年间，钛矿吸收了大约100万吨3He，其能量相当于地球上有史以来所有开发矿物燃料的10倍以上。1994年日本宣布了去月球开发3He的计划项目，日本比美国在3He聚变项目上的投资要多出100倍。
1986年起美国威斯康星州的麦迪逊就成了3He研究中心。只要从月球上运回25吨3He，就可满足美国大约一年的能源需要。目前，全球每年的能源消费大约1000万兆瓦，联合国1990年公布的数字，到2050年时将会猛增至3000万兆瓦，每年从月球上开采1500吨3He，就能满足世界范围内对能源的需求。
按上述开采量推算，月球上的3He至少可供地球上使用700年。但木星和土星上的3He几乎是取之不尽、用之不竭的。综上所述，可以看出，核聚变为人类摆脱能源危机展现了美好的前景。