中国环流器一号实验装置

『壹』 江西再次轰动世界，“人造太阳”首次成功放电，我国科研发展到底有多硬核

我国自主研制的核聚变关键装置——中国环流器二号M装置——在成都建成并实现首次放电，标志着我国核聚变发展取得重大突破，自主掌握了大型先进磁约束核聚变实验装置的设计、建造、运行技术，为我国核聚变反应堆的自主设计与建造打下坚实基础。

随着中控大屏显示等离子体发出蓝色的光芒，中国环流器二号M装置首次成功放电，标志着这台先进核聚变关键装置正式投运。

核能的产生主要有核聚变和核裂变两种方式，目前核电站里普遍应用的就是核裂变反应，就是一个大质量的原子分裂成两个较小的原子，释放能量。而核聚变，可以理解为两个小质量的原子聚合成一个较大的原子，能够释放出巨大能量，太阳的能量也是源于此，是人类未来的理想能源。

中核集团董事长 余剑锋：像氘这样的（核聚变）材料在海水里面就很多，一般来讲一公升的海水就相当于三百公升汽油的能量，你想一想这样一个取之不竭用之不尽的我们地球资源，如果我们用聚变能，那人类的能源就可以说（就有）取之不竭用之不尽的清洁能源。

『贰』 中国环流器一号拜托了各位 谢谢

１９８４年９月２１日，中国自己设计制造的一座受控热核聚变研究实验装置 ──中国环流器一号（ＨＬ－１），在四川省乐山市郊的核工业部西南物理研究所 建成和顺利启动，并通过验收。 受控热核聚变是当时世界重大科研课题之一。它的任务是根据太阳和其他恒星 释放能量的原理，设法将氢弹爆炸这一瞬间完成的核聚变现象变成可以控制的过程， 从而使它的能量能充分被人类所利用。 早在５０年代后期，中国已开始受控热核聚变研究。６０年代初，因国民经济 暂时困难，研究几乎停止了。６０年代后期，国际上出现了“托卡马克”（环形电 流器）研究热，中国也积极地开始了这方面的研究。核工业部西南物理研究所的科 技人员在没有这方面的图纸和技术资料的条件下，经历８年的苦苦攻关，终于研制 成功中国环流器一号。 中国环流器一号是一台中型“托卡马克”装置，大环半径１．０２米，有干式 长脉冲变压器、环向磁场线圈、内外垂直磁场线圈、内外真空室、超高真空机组和 高真空机组，以及主机支架及其驱动机构等六大部件。这套装置顺利启动后，产生 了等离子体，取得了预期的调度数据。 中国环流器一号的研制成功，标志着中国在受控热核聚变科研领域的装置建造 和实验手段有了新发展，为今后的物理试验研究打下了良好的基础。

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『叁』 中国的人造太阳

中国的人造太阳即“全超导托卡马克EAST核聚变实验装置”

据了解，EAST装置是中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的。

记者在实验控制室看到，这个近似圆柱形的大型物体由特种无磁不锈钢建成，高约12米、直径约5米，据介绍其总重量达400吨。

李建刚研究员说，与国际同类实验装置相比，EAST是使用资金最少、建设速度最快、投入运行最早、运行后获得等离子放电最快的先进核聚变实验装置。

“这意味着人类在核聚能研究利用领域取得重大进步，也标志着中国在这一领域进入国际先进水平”，李建刚说。

人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。氢弹爆炸时释放出极大的能量，给人类带来的是灾难。而科学家们却希望发明一种装置，可以有效地控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出，以解决人类面临的能源短缺危机。

美、法等国在20世纪80年代中期发起了耗资46亿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，为人类输送巨大的清洁能量。这一过程与太阳产生能量的过程类似，因此受控热核聚变实验装置也被俗称为“人造太阳”。

中国于2003年加入ITER计划。位于安徽合肥的中科院等离子体所是这个国际科技合作计划的国内主要承担单位，其研究建设的EAST装置稳定放电能力为创记录的1000秒，超过世界上所有正在建设的同类装置。

EAST大科学工程总经理万元熙教授说，与ITER相比，EAST在规模上小很多，但两者都是全超导非圆截面托卡马克，即两者的等离子体位形及主要的工程技术基础是相似的，而EAST至少比ITER早投入实验运行10至15年。因此，无论从人才培养和奠定工程技术及物理基础的角度上说，EAST都将为ITER计划做出重要的、实质性的贡献，并进而为人类开发和最终使用核聚变能做出重要贡献。

不过，万元熙研究员说，虽然“人造太阳”的奇观在实验室中初现，但离真正的商业运行还有相当长的距离，它所发出的电能在短时间内还不可能进入人们的家中。但他预测，根据目前世界各国的研究状况，这一梦想最快有可能在30-50年后实现。

万元熙说，未来的稳态运行的热核聚堆用于商业运行后，所产生的能量够人类用数亿年乃至数十亿年。从长远来看，核能将是继石油、煤和天然气之后的主要能源，人类将从“石油文明”走向“核能文明”。

名词解释
核聚变反应： 核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境。 氘-氚聚变 氢原子最容易实现的聚变反应是其同位素氘与氚的聚变。氘和氚聚变后，2个原子核结合成1个氦原子核，并放出1个中子和17.6兆电子伏特能量。每1升海水中含30毫克氘，30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。

托卡马克装置： 托卡马克是“磁线圈圆环室”的俄文缩写，又称环流器。这是一个由封闭磁场组成的“容器”，像一个中空的面包圈，可用来约束电离子的等离子体。 EAST 又称“实验型先进超导托卡马克”，是一台全超导托卡马克装置，可能成为世界上第一个可实现稳态运行、具有全超导磁体和主动冷却第一壁结构的托卡马克。该装置有真正意义的全超导和非圆截面特性，更有利科学家探索等离子体稳态先进运行模式。

『肆』 如果太阳熄灭，人造太阳对人类有什么好处呢

在美国加利福尼亚州的利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)建设地点，科学家正在向建全球首个可持续聚变反应堆----被称为“人造太阳”的目标迈进。

这位发言人说：“要想发生核聚变燃烧与增益，首先必须‘点燃’由氢的同位素氘和氚构成的特殊燃料。20世纪70年代，科学家开始利用强大的激光束进行试验，压缩和加热氢的同位素，使其达到它们的熔点，这一技术被称作惯性约束核聚变。利用激光束快速加热，导致目标物的最外层发生爆炸。根据牛顿的第三定律，目标物的剩余部分在强烈内爆的驱使下，内部的燃料受压缩，形成一个冲击波，这会进一步加热中心区域的燃料，导致可持续性燃烧，即已知的点火。”

计算机自动控制集成系统所在地国家点火装置控制室，是模仿德克萨斯州休斯顿美国宇航局的任务控制中心建设的，它是有史以来为科学仪器设计的最复杂的自动控制系统之一。国家点火装置的一位发言人说：“它的850台电脑使激光束的间隔不超过50微米。”

核裂变能是核电站采用的形式，迄今为止它已引发了众多事故，例如1986年的切尔诺贝利核泄漏事故。然而核聚变能与前者不同，它不仅安全，而且相对还很环保。国家点火装置的一位发言人说：“尽管核聚变是一种核子过程，但是它与裂变过程不同，因为核聚变反应不产生放射性副产品。核聚变能非常有希望成为一种长期的未来能源，因为核聚变所需的燃料在地球上比较丰富，而且它产生的能源比较安全和环保。”

这位发言人说：“氘是从海水里萃取出来的，氚来自金属锂，这是土壤里的一种常见元素。一加仑海水可提供相当于300加仑汽油产生的能量，50杯海水产生的燃料所含的能量，相当于2吨煤。核聚变电站将不会产生碳，而且生成的放射性副产品也比当前的核电站更少，储存方法也更简单。核聚变电站的核反应堆失控或‘坍塌’，也不会造成危险。因此，核聚变能将对环境和经济都有利。国家点火装置只是第一步，要达到这个目标，科研人员还要进行更多研究和技术开发工作。”