2020年12月4日,新一代"人造太阳"装置中国环流器2号M(HL-2M) 在成都建成,首次放电。

1.2亿度、101秒的成绩,是当年美国同类装置的两倍——人家1亿度只能撑20秒。

聊到"核能",大部分人脑子里冒出来的都是原子弹、核电站,还有福岛。这些都属于核裂变:中子撞开重原子核,一分为二,释放能量,也留下半衰期动辄几万年的放射性废料。

福岛那口"锅"漏了以后,日本人嫌处理花钱,一鞠躬直接把上百万吨核废水排进太平洋,这事到现在还是全球环保上的一根刺。而且能拿来裂变的重核元素在地球上本就稀有,和煤炭石油一样,烧一点少一点。

太阳干的事恰好反过来。核聚变——两个轻原子核撞到一起,合成一个更重的核,中间会有一小丢丢质量凭空"消失",按爱因斯坦那个著名的E=mc2,这点质量转化出的能量大得吓人。太阳烧了几十亿年,靠的就是这套。氢原子先聚成氦,氦再聚成碳,一路烧到铁才停手。

阳光晒到我们身上不会致癌,道理也在这儿——聚变几乎不产生高放射性辐射。

人类现在已经能复现聚变了,那就是氢弹,威力比原子弹还猛。

但氢弹是不可控的,一瞬间的事,只能拿来炸。要真能用来发电,得让它像太阳一样,温温柔柔、慢慢地烧起来。问题来了:怎么在地球上圈住一亿多度的火?任何金属沾一下都得气化。科学家想了个绝招——磁场。

给铜线圈通电,中间形成磁笼,把氢的同位素氘和氚丢进去加热,变成等离子体(生活里常见的火焰其实就是等离子体的一种)。周围再抽成真空,没有介质传热,一亿多度也烧不穿外壳。

等离子体飞出的中子,拿去加热水,水变蒸汽,推动汽轮机发电。说白了,人类文明进化到今天,本质还是花式烧开水。

但磁场也有极限，电流一大,铜线圈自己就发烫、变形,磁笼一歪,等离子体窜出来,碰到啥烧穿啥。这就是美国装置只能撑十几秒的死结。

中国这边换了条路——超导磁体。金属冷到接近绝对零度时,电阻趋近于零,电流可以无限大而不发热。

也就是说,人类能造出的最冷(零下269度) 和最热(一亿多度) 这两个极端,被塞进同一台机器里,中间只隔几十厘米。

想想就离谱:热油炸冰块的场面,再乘上千万倍。

正在法国组装的国际热核聚变实验堆ITER,就是这个思路。三十多个国家凑了十多年,光超导线圈用掉近10万公里的铌钛超导线,磁体总重超过1万吨,磁场强度能到13特斯拉——是地球磁场的四十多万倍。

这种磁铁要真放大成实体,吸起一艘航母都不费劲。

而它的总预算,早就冲破了万亿美元级别。

2025年1月,合肥科学岛上的EAST(东方超环) 干了件大事:把上亿度的高约束等离子体稳稳烧了1066秒,接近18分钟,一举打破自己此前403秒的世界纪录。这个数字为什么重要?聚变要真能商用,等离子体必须长时间稳态运行,短脉冲再漂亮,发电上都是白搭。

1066秒,等于把"能不能烧起来"这道题,翻篇到了"能不能烧得住"。

同一年,合肥又开工了下一代装置BEST(紧凑型聚变能实验装置),目标直指发电演示——这一次要让人造太阳第一次把电送上电网,计划2027年建成。到了2026年上半年,法国的ITER装配已经进入冲刺阶段,第一等离子体的时间表被调整到了2035年前后。

美国国家点火装置(NIF) 从2022年底首次实现"点火"——输出能量首次超过激光输入——之后,2024到2025年又反复复现,能量增益一次比一次高。

私营公司里,Helion、Commonwealth Fusion这些新面孔靠着风投的钱一路狂奔,喊出的时间表比政府项目还激进。可控核聚变这场赛跑,正从科学家的独角戏,变成大国和资本的联手押注。

中科院给出的时间表是50到60年内商业化，听起来还远,但业内有个类似摩尔定律的说法——只要迈出第一步,接下来就是指数级往前跳。

中国如今已经跑到第三第四步了,身位领先。真到了那天,一杯水里提出来的氘,能顶三百升汽油;两台聚变堆,就够整个上海用电。

没有煤烟,没有尾气,没有万年不化的核废料,产物只剩下氦气——就是给气球充气那种。烧煤、烧油、担心温室效应,可能都会成为历史课本里的名词。

从夸父那根拐杖,到成都、合肥的实验堆,中国人跟太阳较了几千年的劲。这一次,是真要把它请下来,放在自家院子里,替我们烧水做饭。

中核集团:《新一代"人造太阳"HL-2M装置在成都建成放电》,2020年12月