央视春晚合肥分会场:夸父雕像与“人造太阳”的未来
新华社合肥2月17日电(记者陈诺、戴威)在16日的央视春晚合肥分会场,一座夸父雕像“活”了过来,伸出巨手,与演员击掌,给观众带来了耳目一新的视觉体验。年过八旬的中国工程院院士万元熙也出现在合肥分会场,他透露了一个期许:“核聚变的‘太阳’,必将点亮万家灯火。”这一幕引发了观众对这个“太阳”的好奇心。
那么,这个“太阳”究竟是什么?原来,它指的是俗称“人造太阳”的可控核聚变装置。太阳的能量来源于其内部的核聚变反应——在极高温度和压力下,氢原子聚变成氦原子并释放出巨大能量。人造太阳正是要模拟太阳的聚变反应。
人造太阳的科学原理与技术
科学家们通过多种方法来模拟太阳的聚变反应,其中一种名为“托卡马克”的装置,利用磁约束来实现受控核聚变。这个装置犹如一个螺旋形“磁跑道”,锁住高温等离子体,以达到核聚变的目的。
核聚变能被视为人类对能源的终极梦想:安全、清洁、几乎无限。其原料丰富,比如来自海水中氢的同位素氘和氚。据统计,一升海水里提取的氘,聚变产生的能量相当于300升汽油。
中国核聚变研究的进展
中国在核聚变研究领域的探索始于20世纪70年代。当时,万元熙等老一辈科学家用生活物资换回国外装置,在简陋实验室里手搓线圈、改造升级。2006年,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主建成全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)。
近年来,EAST实验屡破世界纪录。2025年1月,其实现“亿度千秒”高质量“燃烧”,这是人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆运行所需环境。同年3月,位于四川成都的人造太阳“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度,标志着中国可控核聚变技术取得重大进展。
未来展望与挑战
尽管中国在核聚变研究中取得了显著进展,但距离造出真正有实用价值的“人造太阳”仍有很长的路要走。尤其重要的是,反应堆的配套设备需要不断打磨,与核心技术一道精进。
春晚合肥分会场的夸父雕像位于一个名为“夸父”的大科学装置园区——聚变堆主机关键系统综合研究设施,这里是为下一代“人造太阳”研制核心部件的地方。未来,这些核心技术的突破将为“人造太阳”点亮的第一盏灯铺平道路。
不远处,紧凑型聚变能实验装置(BEST)正在主机组装阶段,预计2027年底建成后将实际演示氘、氚等离子体“燃烧”,有望在2030年前后看到“核聚变点亮的第一盏灯”。
这项技术的未来发展不仅关乎科学的进步,也将对全球能源结构产生深远影响。随着研究的深入,中国在核聚变领域的探索将继续引领世界,成为能源革命的重要推动力。