403秒！中国“人造太阳”新突破！可控核聚变离我们还有多远？

出品：科普中国

作者：王腾（中科院合肥物质院等离子体物理研究所）

监制：中国科普博览

2023年4月12日晚，中国“人造太阳”EAST成功实现403秒稳态高约束运行模式（H-mode）等离子体，这是继2017年实现101秒稳态H-mode等离子体后，再创H-mode运行最长时间记录。

何为H-mode等离子体？又有何意义？EAST科研团队的成员为你讲述。

（图片来源：新华社）

可控核聚变研究的关键要点

实现核聚变反应需要将氘氚原子核压缩到很小尺度的核力范围内，但由于原子核带正电，必须在极高温下才能获得足够的能量以克服彼此间的库仑势垒。当温度达到1亿摄氏度左右时，氘氚原子核发生聚变反应的截面最大。但没有任何有形容器能对如此高温等离子体加以约束，以EAST为代表的托卡马克装置利用环形螺旋磁场对高温等离子体进行约束，实现可控核聚变反应。

托卡马克装置的磁场位形

（图片来源：等离子体所）

因此，可控核聚变研究的关键在于：首先，尽可能提高等离子体的温度（T）和密度（n），以提高单位体积及单位时间内的聚变反应效率；其次，将高温、高密度等离子体约束在有限的空间内达足够长的时间，以减缓能量流失而进一步提高聚变反应效率，这个约束性能一般用能量约束时间（τ****E）来衡量。