中國人造太陽託卡馬克EAST領先全世界。

能源問題一直是人類長期發展的重要因素，而現有的主要能源來源於石油和天然氣等，是不可再生資源。理論上是會被用完的。更重要的是，這些能源燃燒後會釋放出大量的溫室氣體，導致全球氣候變暖。因此在接下來的幾十年時間裡，開發出一種全新的清潔能源迫在眉睫。

核聚變所釋放出來的能源是巨大的。上個世紀50年代，人類就已經建成發電功率為5000千瓦的實驗性核電站。核電站以鈾為燃料。用鈾製成的核燃料在一種叫「反應堆」的設備內發生裂變而產生大量熱能。再用高壓力的水把熱能帶出,在蒸汽發生器內產生蒸汽。蒸汽推動氣輪機帶著發電機一起旋轉,電能就會被源源不斷地產生出來,並通過電網送到四面八方。這也是最普通的壓水反應堆核電站的工作原理。

以一座發電量為100萬千瓦的電站為例，如果燒煤，每天需耗煤 7000~8000噸左右，一年要消耗200多萬噸。以核為燃料的發電站，每年只消耗1.5噸裂變鈾或鈽，一次換料可以滿功率連續運行一年。可以大大減少電站燃料的消耗和儲存問題。

但核電站也存在著一些明顯的缺點，1986年4月26日凌晨，著名的車諾比核電站，4號反應堆發生了爆炸，此事故共造成31名消防人員死亡，數千人受到強核輻射，數萬人撤離車諾比核爆區域，約有8噸強輻射物質洩露，外洩的輻射塵隨著大氣飄散到前蘇聯的西部地區、東歐地區、北歐的斯堪地維亞半島等。輻射直接影響到500萬人的正常生活，要消除當時輻射造成的影響至少需要800年。

「我有一個美麗的願望，長大以後能夠播種太陽，一個掛在掛在冬天，一個掛在掛在晚上......到那個時候世界每一個角落都會變得溫暖又明亮」。相信聽過這首兒歌的小朋友現在都已經成家立業了吧。那麼如果真能種出一顆太陽，將太陽核聚變的能量直接轉化為我們所使用的可控能源，那是不是就會意味著無限能源時代即將來臨？其實這也是科學家一直在研究的問題。

2006年由我國自行設計、研製的世界上第一個全超導託卡馬克EAST（原名HT-7U）核聚變實驗裝置（又稱「人造太陽」）首次完成了工程調試。

EAST是英文「Experimental Advanced Superconducting Tokamak」的縮寫，意為「先進實驗超導託卡馬克」，即人工可控核聚變裝置，EAST的主體部分像一個罐子。託卡馬克是「磁線圈圓環室」的俄文縮寫，又稱環流器。這是一個由封閉磁場組成的「容器」，像一個中空的麵包圈，可用來約束電離子的等離子體。

下面是演示EAST運行過程的動圖（以下動圖來自ITER）

真空腔抽真空

核聚變燃料注入

用電流將核聚變燃料電離

繼續加熱，核聚變發生

「人造太陽」核聚變技術所需要的能源僅為海水中的等氘與氚元素，而1升海水中存在0.03克等氘與氚元素。而1升海水就會產生相當於300升汽油的能源。這樣通過海水進行核聚變所產生的新能源足夠我們人類使用上萬年了。

我國的核聚變裝置EAST所獲得的成就並非是一蹴而就的，核聚變能研究開始於60年代初，儘管經歷了長時間非常困難的環境，但始終能堅持穩定、逐步的發展，建成了兩個在發展中國家最大的、理工結合的大型現代化專業研究所，即中國核工業集團公司所屬的西南物理研究院（SWIP）及中國科學院所屬的合肥等離子體物理研究所（ASIPP）。有科學家曾經說過誰掌握了可控核聚變技術，誰就可以成為上帝，所以對此領域的爭奪是各個國家全力以赴的事情，可見EAST的突破是多麼讓人激動。

我國核工業集團公司西南物理研究所所長，段旭儒在2019年舉行的中國聚變能源大會上宣布，新一代的可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（簡稱HL-2M），將於2020年投入使用。此次人造太陽的溫度要比真正太陽的溫度還要高，也就是說產生的能量更大。據悉，人造太陽的溫度可以達到2億度。是現有太陽溫度的4倍。

EAST是聚變工程的非凡業績，也是全世界聚變能開發的傑出成就和重要裡程碑」，我國這顆人造太陽將很大程度上攻克人類所面臨的能源窘境。或許再過百年，人們就不會再因為能源缺乏而在犯愁了。

本文參加【科學V計劃】，內容為作者原創。