“人造太阳”离我们有多远
清晨，一缕阳光洒落床头，新的一天开始了，人们每天都“享受”着太阳所赐予的光和热。日前，中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置EAST取得新进展并引发关注。专家表示，一旦“人造太阳”实现商业化后，目前所使用的能源都能被这种新能源所替代，同时实现用之不竭，可消除“困扰”人类的所有能源和环境问题。不过，到底如何制造“太阳”，进展如何？这种能源到底有多好？
核聚变爆发惊人力量
什么是“人造太阳”？回答这个问题之前，还要解答一个疑问——太阳每时每刻都在散发着光和热，这光和热是怎么发生的呢？“太阳的光和热，是由氢的两个同位素氘和氚，在聚变成一个氦原子的过程中释放出的能量。而人造太阳原理就是核聚变，它模仿了太阳聚变的过程，由质量小的原子，主要是氘或氚，在超高温等条件下，原子核间互相产生聚合作用，生成新的质量更重的原子核，同时在这一过程中伴随着巨大的能量释放。”东南大学能源与环境学院杨建明教授表示，可不要小瞧了这原子核内的碰撞，“原子核本身就蕴藏着巨大的能量，当一种原子核质变为另外一种原子核时，其往往能释放出巨大的能量。”
那么，这个“核聚变”所产生的“聚变能”和平时生活所见的核电站核裂变产生的“裂变能”又有何差别呢？杨建明教授说：“简单说，原子弹内核是核裂变，氢弹内核是核聚变，这个说法虽然过于简单，但也说明了二者的区别。”
人类核电站利用的核能是核裂变过程，即由较重的原子核裂变成较轻的原子核，从中获得释放的能量。不过，核电站多采用铀、铯等放射性物质作为燃料，这些物质“裂变”后产生的物质会放射出伽马射线，对人体造成危害，比如前苏联切尔诺贝利、现在的日本福岛等地居民都曾身受其害。其次，核电站所产生大量的高放射性核废料处理也是个难题。
相比之下，“人造太阳”的核聚变则是利用氢元素的同位素氘、氚作为燃料，无污染，过程中产生的辐射可忽略不计，聚变反应也不会带来污染物，同时它又是一种比“核电站”核能更强大、更持久的新能源。此外，单位质量释放的能量轻核聚变，比重核裂变要大数倍。
“人造太阳”仍是块“处女地”
据了解，人类“人造太阳”的构想早在上世纪50年代就提出了，并且已有十多个国家都参与这项工程中，但这一工程复杂程度还是超出了人类的想象。“这‘人造太阳’工程，更像是一个综合性的大学科，涉及多个领域，比如物理、超导、电子、仪器、材料等等，是全人类的一项浩大工程。”东南大学材料科学与工程学院王
继刚教授表示，“人造太阳”所遇到的问题就像一个人在生长过程中面临着一系列复杂问题一样，随着个体人不断生长，人类要面临食物、饮食、教育、医疗等问题，‘人造太阳’就类似于这一过程，每个阶段需要不断解决新问题。
那么，这项工程进展如何？“应该说，‘人造太阳’进程近几十年来发展缓慢，近些年都没听到最新的进展了。”杨建明教授早期也曾“涉足”核聚变，但现在更专注研究核能核裂变，在他看来，人类目前对核聚变的研究还处于最初的起步阶段，核聚变仍旧是块未加开垦的“处女地”。
“比如核聚变最基本的点火还没成功。”杨建明告诉记者，核聚变为什么要“点火”？“两个原子核里的质子同性相斥，只有通过加热，借助热运动，克服质子本身的电荷，才可以开始碰撞。”其中“点火”产生能量变得尤为重要，“就像我们使用煤气灶，只有将煤气点燃了，它才能烧起来，才会有持续不断的热量出来，但现在的困难是，核聚变点火的时间只能维持几毫秒，远远不能‘烧’起来。”
中科院合肥物质科学研究院等离子体所承担的大科学工程“人造太阳”实验装置EAST在最新的实验中，成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间达102秒的超高温长脉冲等离子体放电，在杨建明看来，也只是核聚变实验漫长征程中的一个环节突破。“人类离真正掌握核聚变还很遥远。”他表示。
核聚变之路艰险漫长
半个多世纪前，利用核聚变原理的氢弹已“爆炸”成功，但彼时核聚变是不可控的，目前棘手问题是如何让核聚变变得可控。“核聚变可控，即意味着其输出的能量要和核聚变释放的能量相平衡，一旦释放能量多于输出能量，就会产生爆炸，当前试验中，核聚变释放的能量还远远大于输出能量。”其实不难理解，杨建明解释说，就好像平时放鞭炮，点燃后它释放能量就爆炸了，但要怎样让这‘爆炸’能量变得可控，能按照一定规律，慢慢地释放能量，这就是当前核聚变面临的可控性问题。即如何让这个“人造太阳”能持续稳定地输出能量。因为几千万、上亿度高温之下产生的能量，如果不受控，其危害可想而知。
虽然核聚变道路险阻而且漫长，但其前景无比诱人。有专家曾表示，未来“人造太阳”一旦实现商业化，可以为人类提供取之不尽的新能源。为什么呢？杨建明指出，核聚变所利用的燃料是氘和氚，海洋中蕴藏着丰富的氘，通过电解用于核聚变，产生的能量足够人类几万年之用。未来，如果当“人造太阳”来到我们身边，这个世界又会是怎样场景呢？