新世界纪录！ EAST1亿度燃烧1000秒 背后有哪些黑科技（二）

上一期我们谈到，高约束运行模式面临至少三大挑战。

第一个挑战，是一种具有破坏性的被称为边缘局部模式的现象。它是高约束模式运行时经常出现的“副产品”。简单来说，这是边界屏障区域等离子体突然释放能量和粒子的现象。这些“小火山喷发”会对反应堆内壁造成巨大压力，长期下来甚至可能损坏设备。

第二个挑战来自耐高温耐侵蚀的材料。反应堆内壁材料需要经受数千万摄氏度的热冲击，同时抵抗等离子体粒子的侵蚀。当前的材料技术只能勉强支撑，离理想状态还有差距。

第三，这种高约束模式的控制难度相当高。磁场需要实时调整，以保证等离子体在高约束模式下保持稳定。一旦调控失败，等离子体可能失控，甚至导致装置停机。

而1月20号我国的EAST之所以能完成1亿摄氏度1000秒的高质量燃烧，其成功的核心主要就在于对以上关键技术的突破：通过优化磁场配置，科学家进一步提升了高约束模式的运行稳定性，成功减少了边缘局部模式的影响，使得等离子体能够长时间保持高温燃烧。我国自主研发的新型内壁材料和冷却系统，大幅提升了设备对极端条件的适应能力，延长了设备的运行寿命。这些技术突破为未来商用核聚变装置的研发积累了宝贵经验，让理论开始真正走向工程实践。也使我国在核聚变领域确立了全球领先的技术优势，为后续国际合作和自主研发打下了坚实基础。

尽管EAST的成就令人振奋，但它本身并不能实现核聚变，而要寄希望于下一代的“中国聚变工程实验堆（CFETR）”来实现真正意义上的氘氚核聚变，未来核聚变的商业化依然面临巨大挑战。

首当其冲的是能量增益问题——目前实验装置的能量输入远大于输出，而要实现商用核聚变，我们必须让装置“自给自足”并产生盈余才行。其次，建设和运行核聚变装置的成本极高，而商业化则必须要找到降低成本的途径。最后是长期稳定性，EAST的1000秒是个巨大的突破，但它也就是1000秒而已呀。作为商业发电装置，它必须要日复一日稳定地运行才能创造价值。所以可以看出，这之间的鸿沟，仍然巨大。

乐观估计，核聚变商业化可能还是需要20年至30年。

兴奋过后，好像可控核聚变“永远再等30年”的魔咒还是没有解开。但不用失望，从实验室的“一瞬高温”到“长时间燃烧”，每一步都在缩短核聚变能源走向现实的距离。

未来，当核聚变真正实现商业化，我们就会迎来一个清洁、无忧的全新能源时代。

（来源：科普中国）