在創造奇蹟的同時，我們國產是真的猛

這幾天，咱們中國又參與了一件，關乎全人類的大事。

機哥先問問大家，你們覺得太陽

對於地球重要嗎？

那必須重要啊。

有了太陽，植物才能進行光合作用，才能持續給其他動物提供氧氣。而且地球上有了自然光，不至於黑漆漆一片。還有太陽能，讓我們有源源不斷的電能……

所以說，太陽對於地球來說，就像是鋼鐵俠胸前的能量堆，源源不斷提供能量。

（圖片來源於網絡）

But，有木有人想像過，現在就連太陽也能人造了呢？

機哥說的可不是科幻片，而是真真正正出現在地球上的人造太陽。

全世界 35 個國家集結起來，耗費了近半個世紀的時間，世界最大的人造太陽終於在昨天，迎來歷史性的一步：啟動組裝。

瞅瞅，這是人造太陽以及集成工廠的設計圖紙：

（來源：維基百科）

看著就帶勁，很有科幻片內味兒了。

據說整個系統的面積有 1.8×10^6 ㎡。機哥瞅見有人說是足足 60 個足球場加起來那麼大，但我算出來是 252 個足球場。

不知道是不是大家選取的足球場標準不一樣，但都能說明，這人造太陽是個龐然大物。

不然也不會需要耗費辣麼多人力、財力還有時間，才把它建出來。

而且令機哥覺得自豪的是，這堪稱人類現代奇蹟的工程，咱們中國也是其中一個成員國。

所以說，這集結了人類幾代工程師心血的「人造太陽」，太值得讓機哥跟大家好好介紹一下~

什麼是人造太陽？

人造太陽的全稱是：國際熱核聚變實驗反應堆（ITER），是目前世界上最大的核聚變裝置，這裝置又名 TOKAMAK（託卡馬克）。

看名字就知道，它本質就是個核反應堆。但為毛能夠叫做人造太陽呢？

那是因為，太陽產生能量是通過核聚變的方式。

（太陽表面，圖片來源於NASA）

而 ITER 的人造太陽產生能量，原理正是模仿太陽核聚變的過程。

所以從這個角度看，太陽和人造太陽，本質是一樣的。

（圖片來源於網絡）

可能有好奇寶寶會提問，咱們人類不是早就把核電站建出來了嗎，這個人造太陽有什麼不同？

那機哥就得稍微科普一下啦，它們本質上就不是同一個東西：

核裂變 → 現有的核電站

核聚變 → 太陽、人造太陽

現在的核電站，都是利用核裂變的原理來產生能量。但常見的核裂變反應原料，比如說鈾235，地球上的儲量非常稀少。

並且哦，核裂變還會產生放射性的汙染物。萬一操作不當，車諾比、福島核電站的慘況，咱們仍歷歷在目。

（圖片來源於《車諾比》）

而核聚變就很不一樣了，例如氘和氚的核聚變反應，原料能夠直接從海水中提取。

地球上最不缺的，應該就是海水？

（素材來源於網絡）

還有哦，核聚變最關鍵還是安全，只要結束對核的約束，反應立即停止。用一個詞來概括，那就是可控。

與此同時，核聚變的核廢料汙染還極小，甚至連碳排放都幾乎沒有……

這麼一對比，人造太陽的優勢就很明顯啦。

但是，機哥要說但是了。

既然大家都知道，核聚變比核裂變要好，為什麼不一開始就去研究核聚變呢？

咱們能想到的，科學家難道就想不到嗎？！

人造太陽的條件很「變態」

核聚變什麼都好，唯一的缺點是，反應所需要的環境條件很苛刻：

超高壓、超高溫

天上的太陽，需要 2000 億個大氣壓的壓力，還有 1500 萬度的溫度，才能把氫原子聚變成氦原子。

但在地球上，這條件，想都別想。

於是科學家另闢蹊徑，地球搞不了超高壓力，咱們先把溫度搞上去。

機哥瞅見維基百科說，ITER 的人造太陽，最佳反應速率是在發生在大約在 100000000K 的溫度下。

換算成咱們常見的攝氏度，那就是接近 1 億攝氏度。兄弟們，你們好好琢磨這是個啥概念？！

這就是為啥，人造太陽的研究，舉步維艱。

一般的國家、一般的組織，可搞不來這種「變態級別」的項目。

So，在這個背景下，ITER 成立了，希望造出一個東西滿足上面說到的條件，於是人造太陽的想法出現。

（素材來源於網絡）

人造太陽誕生不容易

上面機哥說到的，只是科學理論上的困難。真正實現起來，就是難上加難。

你們在 ITER 官網，能找到一個時間軸：

機哥把它往左撥，一直撥到最左邊，就會發現起點是 1985 年 11 月。

咦，明明人造太陽這個項目是 2006 年才啟動，為啥能追溯到 1985 年呢？

（圖中的文字是：在1985年11月的日內瓦超級大國首腦會議上，美國總統隆納·雷根和蘇聯秘書長米哈伊爾·戈巴契夫首次會面，並商定了國際發展核聚變能源的努力：「作為人類的取之不盡的能源。」）

正如他們官網所說的，上世紀蘇聯還在的時候，就已經開始推動核聚變的研究啦。

甚至，人造太陽的託卡馬克裝置的「磁約束聚變」概念，在上世紀 50 年代就有蘇聯科學家提出了。

沒想到，直到 2006 年，ITER 才正式啟動。而籌備、設計、製造等等，又耗費了 14 年的時間。

（2006年籤約現場，圖片來源於ITER官網）

整個「人造太陽」，足足有 100 多萬個部件，它們由各個成員國研發、製造，最後才組裝起來。

（素材來源於ITER官網）

咱們中國負責提供的是，磁體饋線、極向場線圈等重要部件。

像極向場電源變流系統，就是我們國家自主研發的。

據說那個直流測試平臺，比起以前，佔地面積還減少了50%。不得不說我們國家的科研水平，還是很厲害的。

歷經快十年，終於在 2015 年時完成設計，2018 年正式發往法國。

（我國極向場電源變流系統發運法國）

但是吼，絕大部分部件都是又重又大。

想想看，幾百噸的東西，從一個國家運往另一個國家，而且容不得半點閃失，這背後的難度可想而知。

機哥估摸著，這 100 多萬個部件，很可能是全球快遞業最誇張的一次運單。

直到昨天，2020 年 7 月 28 日，人造太陽終於開始組裝。預計組裝工作，要到 2025 年 12 月才能結束。

所以機哥才說，「人造太陽」的誕生，橫跨了半個世紀。

而且還是由 35 個國家共同完成的，不誇張的說，就是現代的一次壯舉。

但是吼，人造太陽造起來似乎費時費力，為什麼大家還堅持要搞呢？

為什麼要建人造太陽？

來，機哥給你們看兩個數據：

ITER 項目的核電站將產生大約 500 兆瓦的熱能。如果持續運行並接入電網，產生的能量將轉化為大約 200 兆瓦的電能，足夠 20 萬戶家庭使用。

商業核聚變電站可能採用稍大一點的等離子體室，一座電站可以提供的電力相當於 ITER 的 10 到 15 倍。一座 2000 兆瓦的核聚變電站可以為 200 萬戶家庭供電。

第一個是這次人造太陽的實驗數據，第二個是如果實驗成功，未來核聚變電站商業化後，一座電站就能滿足 200 萬戶家庭供電。

根據之前的一次調查，機哥所在的廣州，全市家庭大概有 450.04 萬戶。

也就是說，一個商業核聚變電站，就能給小半個廣州的家庭供電。

而且像上面提到的，「人造太陽」核聚變對於環境來說，幾乎不造成大的汙染。可持續，並且安全係數高，這才是真正的造福子孫後代~

或許，這才是為什麼全人類，哪怕花了無數的金錢、人力、時間，都想要把它幹出來的原因。

機哥很慶幸，咱們生於這個時代，有機會成為見證者。更自豪的是，中國也是它們其中一員。