俗話說，萬物生長靠太陽。從地表植物光合作用，動(dòng)物生息繁衍，到地表下沉積的礦石天然氣能源，其實(shí)都離不開太陽提供的能量。不過隨著人類社會(huì)生產(chǎn)活動(dòng)的增加，能源消耗速度有所增快，我們愈發(fā)意識(shí)到地球上可用資源是有限的。僅靠吸收太陽的一部分微小能量，恐怕資源終會(huì)有枯竭的一天。
上世紀(jì)60年代，物理學(xué)家弗里曼·戴森曾設(shè)想一種解決方案，他認(rèn)為一個(gè)高度發(fā)達(dá)的文明，必然有能力制造出一個(gè)巨大的球體（也稱戴森球），它能將整個(gè)太陽包裹起來，從而截獲太陽的大部分能量。顯然這一目標(biāo)離當(dāng)下的我們有些遙遠(yuǎn)，不過科學(xué)家們卻另辟蹊徑：與其包圍太陽，不如自己造一個(gè)“太陽”！
現(xiàn)如今全世界許多China都已投入研發(fā)人造太陽，今年5月28日，華夏的人造太陽之一，先進(jìn)超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）更是成功刷新世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)了1.2億攝氏度等離子體運(yùn)行101秒的好成績。那么在達(dá)成這一成就前，人造太陽的誕生都突破了哪些技術(shù)難題？假如今后投入使用，它會(huì)為我們生活提供哪些便利呢？
兩次工業(yè)革命以來，人類先后經(jīng)歷了蒸汽時(shí)代、電氣時(shí)代，近年來光伏、風(fēng)能、核能等新能源也在快速崛起，使社會(huì)生產(chǎn)效率大大提高。但這些能源都有一定的局限性，煤、石油、天然氣等化石能源在大量開采后將面對枯竭的危機(jī)，且會(huì)造成一定的環(huán)境污染，新能源又受到自然條件限制，無法保障穩(wěn)定供應(yīng)。
相比之下，太陽已經(jīng)發(fā)光發(fā)熱了大約45億年，并且依舊在源源不斷地產(chǎn)生能量，它又是如何做到的？
這還要從太陽本身的屬性講起，近距離看它就像一個(gè)燃燒的大火球，是因?yàn)槠鋬?nèi)部每時(shí)每刻都在釋放能量。當(dāng)兩個(gè)氫原子核吸引碰撞，聚合成氦原子核，這一過程中會(huì)爆發(fā)出驚人的能量，也就是我們所說的核聚變。反觀地球上如果也能模擬這個(gè)過程，是否會(huì)產(chǎn)生取之不盡的能量？
科學(xué)家們正在將這一設(shè)想變?yōu)榭赡埽雽?shí)現(xiàn)氫原子核碰撞，首先須確保“原料”充足，而地球僅水資源中的氫原子就數(shù)不勝數(shù)，因此取材不成問題。但真正的難題卻是使氫原子聚合，模擬太陽核聚變的過程，需要達(dá)到1億攝氏度以上的高溫，僅憑現(xiàn)有技術(shù)我們能實(shí)現(xiàn)嗎？
單純依靠耐高溫的材料，恐怕無法解決問題。即便是已知熔點(diǎn)較高的金屬鎢，也僅能承受3400度左右的溫度。而更棘手的是，人造核聚變遠(yuǎn)不如太陽內(nèi)部穩(wěn)定，在升溫過程中等離子體會(huì)有隨機(jī)的能量損失，溫度越高，它們越難以約束，因此科學(xué)家們必須要找到一種既耐高溫又能穩(wěn)定作業(yè)的兩全之法。
經(jīng)過不懈的探索，人造太陽團(tuán)隊(duì)終于借助一個(gè)“神秘裝置”完成了初步的實(shí)驗(yàn)。它就是托卡馬克（也稱環(huán)磁機(jī)），一種長相酷似甜甜圈的磁約束裝置。其內(nèi)部為環(huán)形真空，外面圍繞著精密的線圈。當(dāng)它通電時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的環(huán)形磁場來約束等離子體，并將其加熱至超高溫度，從而達(dá)到核聚變。有了托卡馬克助力，上述棘手的問題便迎刃而解了。
雖然裝置問題得以解決，但讓如此龐大的設(shè)施正常運(yùn)轉(zhuǎn)，工作人員需要把控每個(gè)細(xì)節(jié)，僅制造公差就要控制在1毫米以內(nèi)。有任何環(huán)節(jié)出現(xiàn)疏漏，都可能導(dǎo)致等離子體逃逸，進(jìn)而對設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞。若制造更大產(chǎn)能的人造太陽，想必還有更多的難題等待去解決。
除了華夏項(xiàng)目的推進(jìn)，全世界人造太陽的研發(fā)也陸續(xù)有了成果。當(dāng)前全球35個(gè)China正積極參與國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃，華夏作為該計(jì)劃平等成員方之一，承擔(dān)了建設(shè)、運(yùn)行等多方面的重要工作。
相信不久后的將來，更強(qiáng)大的人造太陽將會(huì)誕生。屆時(shí)不僅能源緊張問題將得到解決，人造太陽也將作為更炙熱的存在，點(diǎn)燃萬家燈火，照亮我們的地球，從而作為人類的“終極能源”造福世世代代！
