目前，主宰世界的石油、天然氣等化石燃料，其不可再生性以及環(huán)境污染性，讓越來越多的人把目光投向清潔能源如光能、潮汐能、風(fēng)能的研究以及開發(fā)、利用上，而科學(xué)家們還遠(yuǎn)不滿足于此。人類明白，一切上述地球能源，歸根結(jié)底全部來自于距離地球最近的恒星——太陽。自此，科學(xué)家們很早就曾大膽的計劃，地球上是否可以人為制造類似小型太陽的產(chǎn)能裝置，即“人造太陽”計劃。

太陽的能量來源

天體物理學(xué)家們研究發(fā)現(xiàn)，太陽的核心部分，溫度高達(dá)1500萬攝氏度，壓力高達(dá)2500億個大氣壓。如此高溫高壓下，這一部分區(qū)域在不間斷的發(fā)生著核聚變反應(yīng)。根據(jù)科學(xué)家們的探測數(shù)據(jù)粗略推測，太陽中心每秒鐘核聚變釋放的能量相當(dāng)于92千萬億噸TNT當(dāng)量，也即相當(dāng)于每秒鐘太陽中心，爆炸約4萬億顆曾爆炸于廣島的“小男孩”原子彈。

實際上，我們所熟知的核武器中的氫彈，利用的正是類似于太陽中心的核聚變反應(yīng)。只不過這一反應(yīng)是先通過類似原子彈的裂變反應(yīng)，提供高溫高壓極端條件，然后觸發(fā)了聚變反應(yīng)。

核能的和平利用

依據(jù)原子彈核裂變的原理產(chǎn)生能量的核電站，在世界范圍內(nèi)發(fā)展迅速。特別是歐洲、日本等土地面積和自然資源匱乏，科技實力卻處于領(lǐng)先地位的國家，幾乎把核電站作為本國主要的能源獲取方式?，F(xiàn)有的核電廠，全部利用核裂變能，這種裂變反應(yīng)的產(chǎn)物具有強放射性，難以處理，并且衰變時間長。一旦泄露，其核污染范圍不可想象。

而氫彈中利用的核聚變反應(yīng)同為太陽中心的能量產(chǎn)生機制，產(chǎn)物都為日常生活中常見的元素，不會產(chǎn)生放射性物質(zhì)，不存在任何污染，且聚變反應(yīng)能量產(chǎn)出遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于裂變反應(yīng)。此外，不同于裂變反應(yīng)原料鈾，聚變反應(yīng)原料為氫的同位素，獲取它十分容易，并且在大海中的存量十分豐富?？梢哉f，聚變反應(yīng)能必將成為人類在未來的主要能量來源。

可是，為什么現(xiàn)在一直沒有一家核電站是利用聚變能產(chǎn)生能量的呢？這就在于，觸發(fā)聚變反應(yīng)所需要的條件極為苛刻。想要在地球上人為制造類似太陽中心所能達(dá)到的超高溫高壓，不是一件十分容易的事。而氫彈中，利用裂變觸發(fā)聚變的方式又太過武斷、簡單，只能瞬間釋放能量，無法人為可控的長時間持續(xù)提供能量?？偛荒芙ㄔ靷€電場，天天在里面炸氫彈吧？

ITER計劃

國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER：International Thermonuclear Experimental Reactor），也被稱作“人造太陽”計劃，于1985年被國際科學(xué)組織倡議，并于1988年開始實驗堆的研究設(shè)計工作。2005年，歐盟、中國、韓國、俄羅斯、日本、印度和美國，這7個主要參與方正式簽署了聯(lián)合實施協(xié)定，啟動實施ITER計劃。目前為止，ITER計劃是世界上僅次于國際空間站的又一個國際大科學(xué)工程計劃。

前文提到過，達(dá)到核聚變所需的條件極為苛刻，也即是需要接近太陽核心處的高溫高壓。考慮到安全因素，一切科學(xué)實驗都應(yīng)該盡量避免高壓，因此只能提高溫度。在上億攝氏度的溫度下，一切已知物體都會氣化，甚至接近等離子體態(tài)，沒有一種容器能放得了這么高溫的東西。那么就自然而然地想到，利用某種裝置使加熱物質(zhì)懸浮于空中，不與其它任何物體接觸，并可以持續(xù)加熱到極高溫度。

在該計劃中，主要是利用了可以產(chǎn)生超強磁場的托卡馬克實驗裝置。用磁場將帶有電荷的等離子體約束于裝置的腔體中，被磁場約束的高溫等離子體在腔體中懸浮著做回旋運動，并不會碰到腔壁。經(jīng)過逐步加熱至億攝氏度以上的超高溫度，從而觸發(fā)持續(xù)的聚變反應(yīng)。

EAST是由中國科學(xué)家獨立設(shè)計建造的世界首個全超導(dǎo)核聚變實驗裝置，于2007年通過國家驗收。它在近年來取得了一系列處于國際領(lǐng)先地位的實驗成果，其科學(xué)目標(biāo)是為ITER計劃和中國未來獨立設(shè)計建設(shè)運行核聚變堆奠定堅實的科學(xué)和技術(shù)基礎(chǔ)。2012年，EAST物理實驗曾創(chuàng)造32秒高約束模世界紀(jì)錄。

而就在不久前，位于合肥的中科院等離子體物理研究院的超導(dǎo)托卡馬克實驗裝置EAST報告等離子約束時間取得了重大進(jìn)步：在第11輪物理實驗中再獲重大突破，獲得超過60秒的穩(wěn)態(tài)高約束模等離子體放電，不僅在等離子體參數(shù)、約束性能和維持時間長度上全面、大幅度超過2012年的結(jié)果，而且實現(xiàn)了完全的非感應(yīng)電流驅(qū)動（即穩(wěn)態(tài)）。EAST因此成為世界首個實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模運行持續(xù)時間達(dá)到分鐘量級的托卡馬克核聚變實驗裝置。

因此可以樂觀的預(yù)測，未來，當(dāng)有一天地球上的化石資源被人類消耗殆盡的時候，不會是人類文明的終點。新的聚變能必將開啟人類文明新的歷史篇章。