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当今 ， 人类主要使用的能源是化石燃料 ， 这些化石燃料是地球与太阳经过上亿年反应而成的 ， 但随着人类的不断发展 ， 燃料消耗的速度也在不断加快 。
据专家预测 ， 现存的化石燃料仅够人类再使用两百年 ， 而这些化石燃料又是不可再生的 。 那么当燃料耗尽 ， 我们不再拥有煤炭和石油的时候 ， 就要走向灭亡吗？
国际新能源研究的主要方向给出了答案——“人造太阳” ， 它能让我们在不久的将来拥有取之不尽用之不竭的能源 。
不是太阳 ， 胜似太阳
人造太阳并不是在天上再制造一个太阳 ， 而是一种受控热核聚变反应堆 ， 之所以把它叫做人造太阳 ， 是因为能量产生的原理与太阳相同 ， 都属于氢元素核聚变 。
但不同于原子弹与目前核电站内的铀和钚 ， 人造太阳核聚变过程中的“核”指的是质量较小的原子 ， 主要是氢元素 ， 以及它的三种同位素 ， 氕氘氚（pie dao chu） 。
在物理学中 ， 原子核由不带电的中子和带正电的质子组成 ， 因为两个原子核都带正电 ， 所以会互相排斥 ， 但当原子核靠近达到一定距离时 ， 强核力就会在两个原子核之间产生 ， 当强力压倒电磁力后 ， 原子核彼此就会发生碰撞结合 ， 两个较轻的核会变成一个较重的核 ， 在此过程中产生的质量亏损 ， 就是核聚变能量的来源 。
但可控核聚变并不容易
目前的氢弹虽然属于核聚变 ， 但它的能量释放过程太短 ， 无法转化为电能 ， 当前国际研究的可控核聚变实现方式主要有两种：磁约束核聚变和激光约束（惯性约束）核聚变 。
上面我们讲到 ， 要使强核力压过电磁力并触发核聚变 ， 就必须有超高温或超高压 ， 例如太阳的中心温度达1500万摄氏度 ， 还有因质量巨大而产生的向内坍缩的超高压力 ， 约达到3000亿个标准大气压 ， 但这样的压力只有在恒星内部才能实现 ， 在地球上根本无法制造出这么高的压力环境 。
于是压力不够温度来凑 ， 目前的我国的托卡马克装置内温度达到了1亿摄氏度 ， 并且能将1亿摄氏度的聚变环境维持超过100秒 ， 美中不足的是这100秒内输入的能量小于输出的能量 ， 因此并不能用来发电 。
什么是托卡马克装置内？
20世纪50年代 ， 苏联科学家率先提出托卡马克的概念（TOKAMAK）的概念 ， 在俄语中 ， 托卡马克是由环形 ， 真空 ， 磁 ， 线圈 ， 几个词组成的 。 即依靠等离子体电流和环形线圈产生的强磁上 ， 将超高温的聚变物质约束在环形容器内 。
1954年 ， 苏联建成了第一个用于可控核聚变研究的托卡马克装置内 ， 上世纪90年代 ， 我国还用生活物资跟苏联换了一个T-7半超导托卡马克装置 ， 到1994年的时候 ， 合肥中科大科学岛上出现了我国自行建造的托卡马克装置 ， 这标志着我国成为继俄、法、日之后第四个独立建造超导托卡马克装置的国家 。
2020年12月4日 ， 我国新一代人造太阳的托卡马克装置——中国环流器二号M装置在成都建成并首次实现放电 。
人造太阳的终极意义
在全球加紧研究步伐的趋势下 ， 可控核聚变永远只剩50年的魔咒大概率会被打破 ， 现在已经有很多物理学家断言 ， 2050年左右人类就能掌握可控核聚变技术 ， 随之而来的就是从海洋中大批量提取聚变燃料 ， 最后可控核聚变反应堆产生的电能 ， 将让电变得和空气一样无处不在 ， 取之不尽用之不竭 。
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