中国人造太阳获突破 美俄已望尘莫及
国际热核聚变实验堆计划，英文简称ITER，目的是实现可以控制的核聚变反应，探索利用核聚变能量的方式。由于它产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似，因此也被称为“人造太阳”。
北京时间12月10日，由中国研制的热核聚变堆核心部件在国际上率先通过认证，这是中国对国际热核聚变实验堆项目的重大贡献。 国际热核聚变实验堆计划，英文简称ITER，目的是实现可以控制的核聚变反应，探索利用核聚变能量的方式。由于它产生能量的原理和太阳发光发热的机理相似，因此也被称为“人造太阳”。
按照ITER的设计方案要求，这种材料需要承受每平米4.7兆瓦的热量，这足以在瞬间熔化一公斤的钢铁。中国的科研人员用三种材料组成的三明治结构，并在和多个国家的竞争中率先摸索出让三种材料紧密结合的创新工艺。 2006年，包括中国在内的7个国家和地区签订协议，国际热核聚变实验堆项目正式启动，中国在项目中承担了10%的工作量。专家表示，随着项目的推进，人类有望在未来50年内，让这种能源进入千家万户。“院士进校园”在合肥四十二中举办，中国工程院院士、中科院合肥物质研究院等离子体所所长李建刚和数百名中学生亲切互动，用通俗生动的语言揭开托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）的神秘面纱。
12月12日下午，由皖新传媒主办的公益活动——“院士进校园”在合肥四十二中举办，中国工程院院士、中科院合肥物质研究院等离子体所所长李建刚和数百名中学生亲切互动，用通俗生动的语言揭开托卡马克核聚变实验装置（俗称“人造太阳”）的神秘面纱。
李建刚院士先从困扰我国环境的雾霾讲起，阐述人类开发清洁能源的重要性和必要性，随后作了《追逐太阳——磁约束聚变：人类未来理想的战略能源》科普讲座。 “聚变能是人类的终极能源，一座1000万千瓦的电站一年要燃煤50万吨，而用海水里的氚和氘产生聚变能一年只需几百公斤，且不产生任何污染。但产生聚变能需要1亿度的高温，还要有能耐受如此高温的‘容器’，这是科学家正在解决的难题。”“由于太阳是我们在自然界目前能看到的最大核聚变体，所以人们把能产生聚变能的托卡马克核聚变实验装置形象地称为‘人造太阳’。 ”
李建刚院士勉励同学们刻苦读书，培养自己对科学、对探索未知世界的浓厚兴趣，早日成为国家富强、民族振兴的有用之才。
中科院合肥物质科学研究院近日宣布，该院承建的“人造太阳”实验装置EAST（全超导托卡马克装置东方超环），获得超过60秒的稳态高约束模等离子体放电。
为了更快、更远地探索宇宙，人类一直对核动力飞船倾注心血。科幻世界中，核动力飞船与太空探索之间更是渊源颇深。今天我们不妨聊聊核动力与太空探索的前世与未来——
“宇宙，人类最后的边疆。”1957年，在苏联第一颗人造卫星升空后，这句话被写在美国白宫发行的宣传册上，也永远地铭刻在人类的太空冒险史上，它代表了人类无穷的想象力和不倦的探索精神。它还被经典科幻影片《星际迷航》用作片头台词，后者将开疆拓土、敢于冒险的美国西部牛仔精神谱写成了一部气势恢宏的太空史诗：“这是星舰‘企业号’的航程。它继续的任务，是去探索未知的新世界，找寻新的生命和新的文明，勇敢地航向前人所未至的领域。”
目前为止，人类仍基本借助化学燃料来发射太空探测器，由于助力太小，最后往往必须利用行星的引力来加速。这无疑限制了飞行航线，也面临耗时长、外部牵制过多等不利因素。因此，上个世纪以来，核动力成为新能源的热门备选项。实际上，早在曼哈顿计划研制首颗原子弹之前，英国科幻小说家赫伯特·乔治·威尔斯便在1914年出版的小说《解放世界》中，首次预言了核武器战争。此后，随着对核能研究的进一步深入，尤其在1938年科学家发现了核裂变的秘密后，核动力便与太空探测结下了不解之缘。
前世：核动力实验的两座高峰
俄罗斯“航天之父”齐奥尔科夫斯基曾预言：“一吨重的火箭只要用一小撮镭，就足以挣断与太阳系的一切引力联系。”上世纪除了“阿波罗登月计划”外，最为著名的事件，莫过于利用核弹爆炸产生的冲击波来推进航行的系列实验，以“猎户座计划”与“代达罗斯计划”为代表。
1955年，美国政府推出一个宏大的核火箭计划即“猎户座计划”。他们设想把推进物和核弹组合在一起，成为一个脉冲单元，那么在原子弹束，或原子弹簇的集中爆炸后，火箭速度可达每秒70千米，假设用它来发射大型星际飞船，飞到火星就只需要125天，耗时3年就能飞到土星。这一宏志在当时雄心勃勃的口号中可见一斑：“1965年到达火星，1970年到达土星”，而1959年的一次小型飞行实验也证明了其可行性。然而，核裂变爆炸必将释放出核辐射尘，过度依赖爆炸性脉冲显然意味着对环境的极大污染。因此，在1963年美苏签订禁止大气层核试验条约之后，“猎户座计划”研究于1965年终止。
时间轴移行至20世纪70年代，核聚变的相对环保性，稍稍解除了核爆带来的环境危机。这使得英国星际学会得以重新回顾“猎户座计划”，并在1973至1978年之间提出“代达罗斯计划”。该计划的推进系统是核聚变脉冲火箭，通过火箭内部的发动机，依靠磁场的限制和导向，向核燃料发射电子束从而产生离子。这将比“猎户座计划”的核裂变更高效、更环保，据此，研究者设想在50年内抵达距离我们6光年之远的巴纳德星。有意思的是，该计划给出了有史以来第一份详细的核动力飞船设计图，旨在论证其可能性。但与“猎户座计划”的实践性品格相反，直到今天，“代达罗斯计划”所需要的大量核心技术仍止于纸上谈兵。但这却毫不妨碍许多科幻创造者从中受到启发。
科幻迷广为知晓“巴萨德冲压发动机”概念，首次出现在美国科幻大师拉里·尼文的系列科幻小说里，《已知宇宙》《环形世界》都用这种核聚变发动机做为主要驱力。《三体》中三体第一舰队也是使用了巴萨德冲压发动机，才能以十分之一光速飞行，而“自然选择”号飞船也拥有最新一代的无工质聚变推进系统，利用核聚变产生的辐射反冲前进。在《星际迷航》系列影片中，一种名为“巴萨德氢收集器”的装置作为“正反物质推进系统”的一部分出现在星舰上，它可以使星舰加速到超光速。经典科幻影片如《异形》《机器人总动员》《冲出宁静号》等，都把核聚变发动机作为星际航行的基础驱动。
未来：“人造太阳”为太空探索加足马力
核能驱动成为未来太空探测的“常规”选项，时间不足百年，但却经历了前所未有的波折。核动力固然高效持久，但在这枚硬币的另一面，核辐射、核污染则意味着巨大的危险。
这与核反应堆的安全问题不同，在核火箭发动机内部，放射性排气射流过于强劲，人类不可能在地球上进行实地测试。暂且不论核辐射泄露将对宇航员健康造成的威胁，回顾历史，因核动力卫星失灵而导致的核污染事件比比皆是：1978年1月，苏联的“宇宙-954”卫星坠落在加拿大，其所携带的核反应堆装置的辐射污染波及大约10万平方公里的土地；1983年，核动力的苏联卫星“宇宙-1402”坠落在南大西洋；2009年，美国“铱-33”通信卫星和已经停止工作的核动力“宇宙-2251”卫星在北西伯利亚上空发生碰撞，产生了极具危险性的太空碎片……这些都是未来核动力航空器的前车之鉴。
鉴于核动力装置存在巨大安全隐患，曾参与“猎户座计划”的物理学家弗里曼-戴森深感不安：“一想到我做的事是在现有（放射性）落尘量上增加百分之一，我（对核火箭）的热情便不由得冷却下来。”而联合国会员大会也在1992年通过了相关决议，严格限制在外太空使用核动力电源。
实际上，相比较而言，核聚变比核裂变的环境友好系数更高，聚变所需材料氘和氚也更为丰富，与太阳帆动力飞船相比，核聚变驱力无异是将“人造太阳”带在了身上。因此，虽然技术难度系数更高，但人们对核聚变动力仍持有较大的期望。《三体Ⅱ》中，首次实现可控核聚变发电后，物理学家丁仪对章北海说：“我早就感觉到托卡马克方式是一条死路，方向对了，突破肯定会产生。”
毋庸置疑，与浩渺无际的太空相比，人类的探索尚处于孩提时代，但我们屡败屡战，表现出坚如磐石的信念和巍巍不屈的气魄。这使人不禁联想，在不到百年前的英国，诗人狄兰·托马斯在父亲病榻前写下的那句诗：“不要温和地走入那个良夜。”诗人怒斥死亡带走了光明，这一沉思又被鬼才导演克里斯托弗·诺兰融入影片《星际穿越》中。这句诗反复被流浪在太空中的人类吟诵，震撼了每一位观影者。它告诉我们：不仅要疯狂地抗拒光的湮灭，而且要承担起制造光的责任。而近日国家大科学工程“人造太阳”实验装置EAST所取得的突破性进展，无疑迈出了重要一步。
