小太陽一定會成功；

大日光很難製造好；

區域性可使用仿生長；

整空施放不一定行。

此“太陽”非彼太陽，並不能直接用來照明，而是一種大型的能量轉化設施用於供能，因為其清潔性可以緩解全球變暖的問題，而且地球可用的原材料足夠人類用數千年。

這裡說的人造太陽就是指可控核聚變設施，這類核聚變現象釋放能量十分迅速，是直接將物質的質量轉化為能量，太陽以及無數的恆星內部都在發生這樣迅速的質能轉換反應，以損失質量產生大量的光和熱，以太陽的體積和質量儘管距離地球1.5億公里，地球收到的太陽能量不足百萬分之一，可依舊使得地球溫暖適合生命繁衍。發生在太陽內部的劇烈核聚變反應就是可控的，是因為太陽的質量足夠，核聚變反應只發生在核心地帶，引力可以束縛核聚變釋放能量導致的太陽物質的膨脹，儘管如此，太陽產生的光子也需要數萬年才能突破太陽的引力束縛。人造太陽就是要模擬太陽內部的這種可控的核聚變反應，利用釋放的龐大能量推動汽輪機發電，目前人類主要研究的是輕元素（氫的同位素氘），理論上是最容易實現的，目前已經確認其Q值可以大於1（輸出與輸入能量的比值，小於1代表輸出小於輸入，從能量上是不划算的），說明這種功能方式在能量上是可行的，只不過目前還不能解決長期運轉的問題。

核聚變人類早就實現了，氫彈就是，但是那種是不可控的，以原子彈為點火元件，啟動氫的聚變反應，不可控就沒有實用價值。目前可控核聚變的研究主要集中在兩方面：慣性約束和磁約束。中國走在磁約束的前列，利用超導託卡馬克環將帶電的等離子體束縛在侷限範圍內，給粒子加速使它們自由碰撞，即便是少數能夠發生聚變反應釋放的能量就已經相當可觀，中國曾經實現過5000℃等離子體穩定執行100多秒的成績，去年又實現了2億℃高溫等離子體；慣性約束有點類似太陽內部的核聚變，也是將等離子體粒子加速到較高速度，然後使它們碰撞，但是還難以解決材料的問題，裝置的壽命比較有限。不過目前的研究已經證實這種方式可以作為一種未來的供能方式，科學家要做的就是解決技術難題，一旦解決人類在千年內可能就沒有能源問題的困擾了，而且可控核聚變汙染低，利於長久的可持續的發展。

在國際上也有相應的合作計劃，目的就是為人類找到下一代的新型能源，實現核聚變需要多久不好說，但是這種方式是值得投入的，隨著技術的累積，可控核聚變應該是可以實現的。

“人造太陽”並不是造一個新的太陽掛在天上，它實際上就是一個裝置，一個可控核聚變裝置，透過這個裝置實現人類可控制的核聚變反應，同時釋放巨大能量，原理與太陽一樣顧而形象地稱這個裝置為“人造太陽”。

“人造太陽”概念的提出，最早是在1985年提出的，是國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）的重要目標成果。中國目前有兩個ITER平行專案，一個在合肥，一個在成都。

“人造太陽”的工作原理，簡單地說就是模擬太陽的工作原理，在一個特定的裝置內，利用強磁場把溫度高達上億度的高溫等離子體約束起來，推動它實現核聚變反應，釋放巨量的能量。

中國於1999年開始“人造太陽”的立項研究，2006年在合肥成功研製世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克EAST裝置，這個EAST裝置被稱為“東方小太陽”。2013年，“人造太陽”實驗裝置成功實現100秒長脈衝高約束等離子體執行。2017年，又把時間提高到101.2秒。2018年，又實現了完全非感應先進穩態執行模式和電子溫度1億度等離子體執行，走在了世界前列。

今年6月，中國又在成都啟動了新一代可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”專案。這個裝置也是基於託卡馬克磁約束，利用磁場約束高溫等離子體，在鐳射加熱到核聚變溫度後開始進行核聚變。這個專案可以將等離子體電流，從中國現在的1兆安培提高到3兆，將等離子體溫度提高到超過2億度。成都的“人造太陽”將於明年正式執行。

“人造太陽”計劃的實施，將可以為我們的生產生活提供巨量的、能夠大範圍使用的核聚變能量，可以有效緩解環境汙染，對從根本上解決能源危機問題具有重要的現實意義。中國在這方面已經走到了世界的前列，為這些默默無聞的科研工作者們點贊！為我們偉大的國家點贊！

人造太陽只是可控核聚變反應堆的一個稱號，並不是嚴格意義上能掛在天空發光發熱的太陽

上個世紀初，物理學家們搞清楚了太陽“燃燒”的能量來源於核心區的氫元素核聚變，這種質能轉化率達到0.7%的能量釋放形式保證了太陽可以在主序星階段發光發熱100億年，地球上的人類知曉太陽能量來源後就開始覬覦核聚變的力量。

根據愛因斯坦當時狹義相對論中的質能方程，一個物體的質量只要減小那麼必定有相應的能量放出，但由於普通的化學反應前後質量虧損只有千萬分之一甚至更少，因此物理學家們就把目光瞄準了核反應。

第二次世界大戰打響之後美國靠著物理學家費米設計完成了第一座可控核裂變反應堆，1945年引爆了第一顆原子彈，並於同年將另外兩顆原子彈投向了廣島和長崎，此後幾十年人類開始將可控核裂變反應堆當做熱源興建核電站，不過由於核裂變材料的強輻射和高汙染，核裂變發電站並沒有革新能源體系。

1951年美國試爆了人類第一顆氫彈，這也是人類第一次在地球上“再現”核聚變反應，但氫彈屬於不可控核聚變，因此長久以來科學家都希望將其可控化。

可控核聚變反應所需要的是穩定高溫高壓環境，目前託卡馬克裝置內溫度已經超過了1億度，但磁約束下的等離子體並不能長久持續下去實現能量輸出。

按照各國的實驗進度和目標，最晚到本世紀中和可控核聚變反應堆就能研製成功，一旦成功就意味著未來一百萬年內人類文明再無能源危機，地球海洋中取之不盡的氫元素將徹底改變人類世界。

人造太陽，其實指的是可控核聚變技術。

太陽是一顆恆星。主要成分是氫和氦。恆星是由於足夠巨大的體積形成了巨大的引力。這些引力將將氫原子和氦原子不斷壓縮源形成聚變反應。在這個過程中，釋放出了大量的能量。

而可控核聚變。則是在模擬這個過程。所以稱之為人造太陽。而人造太陽的主要目的是利用可控核聚變技術與核裂變技術的區別在於。

核裂變技術是將鈾235一類的重元素分裂時產生的原子能能量進行利用，缺點是原材料昂貴，有長期巨量輻射。危險性高。

可控核聚變技術主要原料是氫元素。氫在宇宙中佔比99%。可謂是取之不盡。並且清潔高效。一旦出現問題會立即停止鉅變反應，不會造成持續的高強輻射。所以一旦可控核聚變技術完善。那麼將是取代傳統石油煤天然氣以及核裂變技術的最佳選擇。也可以成為推動航天事業的巨大推進器。

現在中國的可控核聚變技術處於世界領先水平。簡單來說就是透過低溫超導磁懸浮技術，在一個密閉的容器內。建造一個完全浮空的超高溫超高壓的核聚變反應堆。所以需要攻破超低溫，超高溫，超高壓等技術作為基礎技術。希望未來百年內能夠真的完善出來。做出可以完全商用的產品。屆時中國必然成為世界第一的能源強國。

不但真的會造出來，而且在可以預見的未來很快就會造出來，目前已經進入了實質性研究階段。

在今年初期，中國在研究人造太陽的實驗中走出來關鍵一步，能夠製造出溫度達到一億度的人造太陽，不過並沒有投入到商業領域，只是在實驗室中，不過即便如此已經相當了不起了。

一億度什麼概念？對比太陽的溫度就知道了。太陽的核心溫度也只有1500萬度，也就是說太陽最高溫度也遠沒有達到一億度。不過雖然太陽核心溫度遠沒有達到一億度，但核心壓力極其高，達到1500億個大氣壓，目前人類科技遠遠達不到創造出如此高壓力的水平，所以只能不斷地提升溫度來彌補壓力上的不足。

不過即便是一億度的高溫，地球上的任何物質都不可能承受住，目前也只有一個方法來約束如此高溫的等離子體，那就是用磁場控制，讓高溫的等離子體不能碰到裝置內的任何部件。

顯然，這對技術的要求很高，畢竟上億度的高溫一旦沒有很好地控制洩漏出去，後果是無法想象的，這就相當於一顆“小太陽”在我們身邊突然爆炸了。所以，即便在實驗室中能夠控制人造太陽，也必須反覆確認它的安全性，必須確保足夠安全才能投入到商業用途領域！

當然可以，看是造什麼級別的了，但是不同級別的人造太陽的難度差別可大了。不過人類已經走在掌握製造人造太陽的技術的大路上了……

“金髮女孩”區域：是指圍繞恆星溫度和其他條件可以維持行星的生命的區域。中文譯為“宜居帶"，或音譯為“戈爾迪洛克斯區”。火星被認為位於太陽的宜居帶的外緣。

你可能知道太陽離地球很遠，這實際上不是壞事，甚至是幸事，我們與太陽之間保持著一個安全的距離，這個距離範圍被天文學家親切地稱為“金髮女孩區”——的溫度不太高也不低。儘管距離遙遠，但我們利用的僅僅是太陽所蘊藏的巨大能量中的很小一部分。但如果我們能夠利用更多，那結果都將是不可思議的。

上圖：戈爾迪洛克斯區域（宜居帶）。

我們可以在地球上“人造”太陽嗎？

事實證明，我們可以在地球上製造“人造太陽”，但建造人造太陽比在常規實驗室中用常規裝置進行小型的核聚變實驗要花更多的時間和資源。這項任務異常艱鉅，因此可能將需要很多年才能實現。

實現人造太陽的可行理論來自於1905年由愛因斯坦提出的質能（等價）方程。根據該方程式，科學家們認識到將多個原子融合在一起可以釋放出大量的能量。換個角度看，如果這個方程式成功地投入實際使用，那麼一克物質的等價能量如果完全釋放出來，那麼可以為整整28500個100瓦的燈泡供電一整年！

核聚變是太陽燃燒的根本原理，而人類在製造武器氫彈的時候已經實踐了這種原理，目前正是向製造可控的核聚變裝置的突破階段，下面介紹世界兩大強國在這方面的努力和成就：

美國的利弗莫爾國家點火裝置（NIF）

美國利弗莫爾國家點火裝置（NIF）的研究人員正在考慮使用高功率鐳射束轟擊32英尺寬反應室內的目標。隨後產生的核聚變，理論上釋放的總能量將比實驗期間消耗的能量大10倍。

上圖：NIF的前置放大器會增加用於引發聚變反應的鐳射束的能量。

美國國家點火裝置（NIF），是一處大型的以鐳射為基礎的慣性約束聚變（ICF）的實驗研究裝置，位於加利福尼亞州的羅倫斯利弗莫爾國家實驗室。NIF使用鐳射加熱並壓縮少量氫燃料以誘發核聚變反應。其最終使命是實現具有高能量增益的聚變點火，並透過研究核武器內條件下物質的行為來支援核武器的維護和設計。NIF是迄今為止製造的最大能量最高的慣性約束鉅變裝置，也是世界上最大的鐳射器。

該裝置所需的面積將等於三個足球場。一束紅外鐳射束穿過一英里距離內佈置的的許多透鏡、放大器和鏡子後被分成192束，並轉換為紫外線，聚焦在由鋁和混凝土做成的膠囊靶室。

當光束轟擊到靶室內壁時，將在非常短的時間（十億分之一秒）內產生高能X射線。隨後，這將在膠囊內部產生燃料顆粒，直到膠囊的外殼炸掉為止。爆炸將引發核聚變反應從而釋放出大量能量。

中國的託卡馬克裝置（EAST）EAST是“實驗高階超導託卡馬克”裝置的縮寫，是設於中國合肥中國科學院等離子體物理研究所的實驗性超導託卡馬克磁聚變反應器。它從2006年開始運作。這是第一款採用超導環形和極形磁體的託卡馬克。其目標是達到1000秒的等離子脈衝。

上圖：EAST內部結構。

就在去年中國科學院合肥物理研究所表示，為期四個月的實驗表明，中國在以託卡馬克為基礎的聚變能源生產方面正在取得重大進展。實驗執行達到的溫度大約是太陽內部溫度（大約1500萬攝氏度）的七倍（約為五千萬攝氏度）。

中國的卡托馬克裝置則是透過低混合波加熱、電子迴旋波加熱、離子迴旋共振加熱和中性束離子加熱四種加熱方式的有效整合和協同，優化了等離子體電流密度分佈，從而實現了超高的執行溫度。

上圖：中國EAST的外觀。

實驗團隊說，EAST透過在高密度、高溫和高約束下擴充套件聚變效能實現了完全無感性的穩態場景，這為正在探索中的中國聚變工程試驗堆提供了重要的實驗證據和科學支援。

總結

中國和美國都有希望成為掌握人造太陽技術的國家（似乎中國的方案更像是人造太陽，呵呵）。研究已經進展了幾十年，現在正是突破的時候。我們拭目以待吧！