从石油资源到核能
第二次工业革命以后，石油代替煤炭成为了当今社会最重要的能源。
我们穿的衣物、用的塑料制品、农业中的化肥、汽车燃料等各种资源都是来自于石油。国际上石油的价格直接影响着各个国家的经济，石油能源是否充足，直接影响着一个国家的发展。
但是在战争、经济等多方原因之下，世界多次爆发能源危机。比如1990年，波斯湾战争导致石油价格暴涨。2000年美国加州电力管制政策失败，加上电力资源供不应求，导致了加州电力出现危机。2005年，全球石油供需关系失调，石油供应量远远小于石油需求量，导致石油价格猛涨。
尽管石油是当今社会不可或缺的能源，但它却是不可再生的能源。随着人类社会不断发展，科技水平的进步、人口数量的激增、汽车保有量的增加都增大了人类对石油资源的依赖。
目前石油资源的消耗量逐年上涨，石油资源的总量却不会在短时间内增多，长此以往石油能源必定“坐吃山空”。所以人类现在迫切地需要找到一种能够代替石油资源的物质。
为了能够实现全人类的可持续发展，世界各国都在积极探索其他能源。能量巨大的核能就成了各国争相研发的重要能源之一。
但是目前世界上所有使用核能发电的国家都采用的是核裂变方式，这种方式具有很大的危险性和污染性，核废料的处理成本也非常高。比如日本就为了节省核废料处理经费，宣称要向大海倾倒核废料，遭到了世界各国的强烈抵制。
福岛核电站
不过还有一种能够不产生辐射肥料的核能发电方式，它就是可控核聚变发电技术。我国安徽省合肥市就有一家凭借此技术制作出了“人造太阳”，这枚“人造太阳”以7000万℃的温度运行了17.6分钟，这在世界上是什么水平呢？
人造太阳
“人造太阳”就是全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），它的运行原理是在装置内部的真空室里加入氢的同位素氘或氚，之后装置运作会产生等离子体。通过技术提高等离子体的密度和温度后，它就会发生聚变反应，聚变反应过程中会产生巨大的能量。因为其外形为环状，所以也被称之为东方超环。
2021年12月30日，我国中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来一则喜讯，我国东方超环在以7000万℃的高温运行了17.6分钟。这是世界上首个“人造太阳”长脉冲高参数等离子体运行超过千秒的记录。
早在上个世纪九十年代，欧盟、美国以及日本的大型托卡马克装置在磁约束核聚变研究中获得了许多重要成果。但是我国在超导托卡马克装置领域的研发起步比较晚，最早是将原苏联T7超导托卡马克改成HT-7。直到2000年，我国全超导托卡马克EAST计划开始筹备落实。经过近10年的筹备，东方超环装置终于在2006年建成并投入运行。
东方超环装置是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克装置，自诞生起就多次取得重大突破。2009年，EAST装置首轮物理放电实验取得成功。
2016年，东方超环装置在5000万℃的高温环境下长时间运行打破了世界纪录。东方超环装置创造了新的世界纪录，成功实现可重复的1.2亿℃101秒和1.6亿℃20秒等离子体运行。在此纪录被打破之前，世界上的同类型装置在1亿℃左右的温度下只能运行约20秒。
东方超环装置主要由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大组成部分组成。
整体装置的主机高11米，直径8米，重400吨。尽管东方超环的直径长达8米，但是它的直径却只有国际热核聚变试验堆（ITER）的三分之一左右。
不过东方超环具有更灵活的优势，而且在科研领域的作用却一点也不小，尤其是此次能够在7000摄氏度的高温下运行17.6分钟，注入1.73吉焦的能量，更是打破了中国超环自己在2012年创下的411秒世界纪录，对于中国今后在聚变工程方面的研究和探索有着空前意义。
东方超环在世界属于什么水平？
目前东方超环使用的是可控核聚变发电技术，它最大的优势就是它本身是清洁能源。虽然同为核发电技术，但是核能发电使用的原料是铀、钚等重元素。这种可控核裂变技术并非绝对可控，一旦发生泄漏事故，将会造成非常大的污染，而且污染的后果将会延续百年以上。
但是东方超环的可控核聚变发电技术不会使用放射性元素，所以也不会像核裂变那样危险。如果实验过程出现意外，只要简单的操作就可以迅速降温和降压，核聚变过程也会立即停止。所以很多国家都有向可控核聚变发电技术领域进军的势头。
但目前世界上能够使用射频波加热的装置只有中国超环和国际热核聚变试验堆（ITER）。所以说我国取得如此傲人的成绩，说明东方超环已经达到了国际先进水平。
现阶段，东方超环已经基本具备了发电能力，下一步我国将会继续延长东方超环的运行时间，努力实现“让聚变能的第一盏灯在中国点亮”的宏大目标。
东方超环能够取得如此傲人的成绩离不开幕后工作人员的辛勤付出。从2021年5月28日，东方超环在经历了98958次实验后成功达到1.2亿℃，再到12月30日实验106915次以后运行了17.6分钟，仅仅间隔了216天的时间。
如果在这七个月里，我国的科研人员每天都在不间断实验的话，他们平均每天要实验37次。假如节假日可以休息的话，平均每天的试验次数要超过50次。所以这次东方超环能够取得如此优异的成绩离不开每一位科研人员的努力。
东方超环的未来
目前核聚变质能转换的效率大概为7‰，也就是说1公斤燃料中只有7克燃料会完全转换为能量，大约能发电1.75亿度。现在我国耗电量大约为72000亿度，如果真的将此技术运用到全国范围，那么我们需要42吨燃料。
东方超环的原料是氢，虽然看起来42吨氢非常多，但我们根本不担心它会用完。一方面，宇宙中最常见的物质就是氢，地球的重要组成元素也是氢，我们空气中就含有大量的氢。
另一方面，氢气不仅可以从天然环境获取，还可以人为制取。比如从焦化、氯碱、钢铁、冶金等工业副产气就可以利用电解水制取氢气。虽然东方超环所需的燃料氢气无处不在，但是我们在大量制备、储存以及运输氢气的技术上还有待提高。
全超导托卡马克装置只是一个核聚变实验堆，我国新一代的“人造太阳”已经在2021年开始实施建设，预计到2035年就会建成。新一代的“人造太阳”是一个更大的核反应堆，是一个聚变工程项目。
电解水制氢
等新一代“人造太阳”建成以后，我国就可以在现有技术的基础上进行实用化发电科学实验。预计到2050年时，我国的新一代“人造太阳”聚变工程实验堆就可以进行商业化用电推广。届时，我们将完全掌握核聚变发电技术。“让聚变能的第一盏灯在中国点亮”的宏大目标也将会变成“让聚变能电灯在中国家家户户中亮起”的美好愿景。
科技进步把地球环境破坏得“体无完肤”，土地污染、水污染以及大气污染触目惊心。好在人类已经发现了我们对地球造成了难以磨灭的破坏，我们也在极力修复这颗已经伤痕累累的淡蓝色星球。
现在火力发电仍然是温室气体排放的主要元凶，等我们完全掌握核聚变发电技术以后，就能彻底取缔这种破坏环境的发电方式。未来，科技的不断进步一定也可以让地球焕发新的生机！
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