中國一世界紀錄被打破，韓國"人造太陽"可20秒運行，系中國2倍

據韓國國家科學技術研究委員會12月24日發布消息稱，韓國人造太陽，先進超導託卡馬克裝置在上個月的一次實驗中成功地將高溫等離子體約束20秒，離子溫度超過1億度，創造了新的世界紀錄。

這是韓國在核聚變領域首次打破記錄，此前該記錄一直由中國和美國保持。韓國KSTAR項目是由首爾國立大學和美國哥倫比亞大學聯合研究。託卡馬克型核聚變反應堆KSTAR的建造始於1995年，並於2007年8月完成。2009年KSTAR進行了第一個實驗，這是世界上第一個具有全超導磁體系統的核反應堆。但是在很長一段時間內，該項目沒有重大進展。

事情來到2018年才出現轉機，KSTAR首次達到1億度的等離子體離子溫度，2019年，該項目實現了8秒持續運行，而到了最近，該項目的運行時間達到了20秒。韓國聚變能源研究所負責人表示，自KSTAR裝置2008年開始運行以來，平均每年進行2000至3000次試驗，經過10年2.5萬次實驗才取得這一成果。

相比之下，中國環流器2號M超導託卡馬克裝置，目前最長的保持時間僅有10秒，其他核聚變項目僅能達到1秒左右。

需要指出的是，中國EAST託卡馬克裝置實現了101.2秒持續放電，而不是等離子體約束時間。不過，放電時長紀錄至今仍未有人打破。

目前，等離子體約束技術是世界各大熱核聚變科學家團隊全力攻關的關鍵部分，核聚變必須滿足三個方面：超高溫、高壓和維持足夠的時間。

氘和氚的混合氣體必須在超過一億度的高溫下，才能使原子核和電子分開，處於這種狀態的物質稱為等離子體。在足夠的高壓下，原子核才能克服相斥的力，大規模核聚變才會發生，高溫和高壓還必須維持一定的時間，核聚變才會持續。

另外，等離子體會在託卡馬克裝置內部進行高速的圓周運動，會產生幾千億甚至上萬億安培電流，在約束等離子體的同時還要考慮如此高強度電流帶來的影響。

雖然韓國在關鍵數據上實現了暫時領先，但是在熱核聚變領域，中國仍是無可爭議的領頭羊。坐落在四川成都的中國環流器二號M便是關鍵標誌，在先進性方面，HL-2M與韓國KSTAR相比有著跨越式的提升。

中國環流器二號M在裝置物理與結構設計、特殊材料研製與連接技術研發、關鍵部件製造與總裝集成等方面取得了多項突破。

並且，中國環流器二號M剛剛實現首次運行，在不久的將來必將實現更長時間運行時間。

中國能夠在熱核聚變領域持續領先，是曠日持久的大額投資換來的。以國際熱核聚變項目舉例，投入已超過 160 億歐元，總成本預估將達 200 億歐元。著名的中國EAST項目，在過去十多年間，進行大約3.3萬次試驗，每次試驗花費巨大，每秒消耗5萬元。

由於耗資巨大，歐美國家大多已經放緩該領域的研究，或者加入國際熱核聚變項目，與其他國家分攤成本。美國是最早開始發展核聚變技術的國家，但由於常年耗資巨大，可控核聚變項目已經被美國能源部拖延到了相當緩慢的程度。據美國媒體一次報導透露，美國核聚變科學家已經到了臭名昭著的程度，因為他們向主管部門申請經費時不擇手段。

但是，中國在核聚變領域發展道路的決心非常堅定，根據中國科學院等離子體物理研究所披露，中國已經開建核聚變綜合研究設施，主要研究超導磁體研究系統。中國聚變工程試驗堆也已經立項，這是人類工程化核聚變電設施，是實現人類聚變能源夢想的重要裡程碑。不過，我們不應過於樂觀，人類要實現聚變能的商用，還有很長的路要走，需要幾代核聚變研究團隊的接力奔跑。