图①为科研人员在全超导托卡马克核聚变实验装置真空室工作。

图②为新一代“人造太阳”中国环流器二号M装置。

万物生长靠太阳。科学家们长期致力于利用太阳发光发热的原理，为人类开发一种源源不断的清洁能源。因此，在地球上以探索清洁能源为目标的受控核聚变研究装置又被称为“人造太阳”。聚变燃料氘可以从海水中提取，一升海水中的氘发生聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油。有人甚至说，聚变能一旦实现，人类的文明发展将不再受制于能源。我们可以在寒冷的冬天种植热带水果，全天候不间断地为粮食作物提供光源，星际旅行也将不再是梦想。

2020年中央经济工作会议提出：“我国二氧化碳排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。”能源安全、环境问题和气候变化等问题日益突出，成为21世纪人类社会面临的最严峻挑战之一。核聚变能以其资源丰富、环境友好和固有安全性等优势将成为人类未来的理想能源，是目前认识到的解决人类社会能源与环境问题的终极途径之一，是实现碳中和目标的有效技术方案之一。我国核能发展“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略中，将聚变能作为解决能源问题的终极目标。

“人造太阳”从“核”而来

众所周知，原子能的利用包括核裂变和核聚变。核裂变是将较重的原子核分裂为较轻的原子核并释放出能量。而核聚变则是将较轻的原子核聚合反应而生成较重的原子核，并释放出巨大能量。太阳等恒星之所以发光发热，正是因为其内部持续不断地进行着轻核间的核聚变反应。人类在上世纪50年代初成功试爆了第一颗氢弹，但氢弹爆炸是不可控的核聚变反应，不能作为提供能源的手段。自那以后，人类便致力于受控核聚变研究。