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06-17
中国新一代“人造太阳”建成，它能带来什么？ 2019年12月4日，中国循环器2号M装置（HL-2M）在成都正式建成并实现首次放电。
HL-2M是我国最大、参数最高的先进托卡马克装置。
它的建成标志着我国掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造和运行技术，为我国核聚变反应堆的自主设计和建造奠定了坚实的基础。
由于核聚变的原理与太阳产生光和热的原理类似，因此像HL-2M这样的托卡马克装置被称为“人造太阳”。
中国环行器2M，人民日报图片 什么是“托卡马克”？托卡马克是“磁线圈环真空室”的俄语缩写，由苏联弗拉基米尔·科学家于20世纪50年代首次提出。
本质上，托卡马克是一个由封闭磁场组成的“容器”，形状像一个倒置的轮胎。
它的发明是为了适应极高温核聚变反应。
要实现核聚变，需要高温高压的环境。
太阳中心的温度“只有”一万度，但由于重力的作用，压力超过一亿标准大气压，可以自然发生聚变反应。
但对于地球来说，事情就没那么简单了。
核武器和氢弹的原理是核聚变，但这种聚变反应很难控制。
实际应用需要可控聚变反应。
在地球上，很难创造高压环境，因此只有将温度提高到1亿度左右才能实现可控聚变反应。
这就引出了一个问题，什么样的容器可以承受这么高的温度呢？ 20世纪50年代，前苏联科学家提出“磁约束”概念，并根据这一概念建造了环形磁力机（即托卡马克）。
托卡马克的中心是一个被线圈包围的环形真空室。
科学家在真空室内激发并维持了强大的环形等离子体电流。
该电流与外部线圈电流一起产生一定的螺旋磁场，将等离子体限制在其中，并使其尽可能与外界隔离。
这样一来，即使等离子体被加热到上亿的高温，“容器”也不会被破坏，因为它们始终保持在空气中。
HL-2M 有何出色之处？ HL-2M项目立项于2007年，由中核集团核工业西南物理研究所自主设计建造。
该院融合科学研究所副所长钟武禄在接受中国之声采访时表示：“该装置是我国自主设计建造的，采用了先进的结构和控制方法，具有先进的偏滤器配置等优点。
”它是我国最大、最先进、参数最高的托卡马克装置。
其体积是国内现有装置的两倍多，等离子体的电流容量可提高到2.5兆安，等离子体离子的温度可达1.5亿度，相当于太阳核心温度的10倍。
HL-2M建成后，进行了放电实验。
这是为了将HL-2M真空室内的气体转变为等离子体状态，最终让足够的等离子体加热到1亿摄氏度以上。
在HL-2M之前，中国已经建造了多个托卡马克装置，例如东方超级环路（EAST）和HL-2M的“前身”中国托卡马克二号A（HL-2A）。
东方超级高铁由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研发，创造了多项世界纪录。
今年11月，东方超级高铁首次实现1亿度等离子体放电，加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增至千焦耳。
今年4月，该装置又实现了维持1亿度近10秒的成就。
东方超环装置HL-2A的鸟瞰图历史较长，于年底完成。
这是我国首个采用先进偏滤器结构、非圆形截面的托卡马克装置。
HL-2M是在HL-2A的基础上改进升级的。
为什么要研发“人造太阳”？ 21世纪，能源问题是全人类面临的重大问题之一。
世界人口每年已达到78亿，并且这个数字仍在增长。
然而，地球上不可再生的化石燃料资源，如煤炭、石油、天然气等，是有限的。
一方面是不断增长的人口，另一方面是不可再生能源。
人类需要一种新的能源供应方式。
核聚变被视为能源问题的最终解决方案。
钟悟路解释道：“这个装置（托卡马克）的原理类似于太阳发光发热的原理，就是核聚变……我们的最终目标是利用它实现核聚变，释放能量，利用来发电。
”事实上，集合世界最尖端技术的“人造太阳”项目已经在法国启动，2006年中国加入了位于法国南部卡达拉什的国际热核聚变实验堆（ITER）项目。
世界上最大的核聚变反应堆，聚变功率高达 5 亿瓦（MW），相当于 10 平方米的太阳表面。
ITER Overhead View 项目由中国、欧洲等七个成员实体共同资助和运营。
2019年7月28日，联合、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国在法国举行了ITER重大项目安装启动仪式，预计2018年基本组装完成。
2016年整体建设完成，进入满负荷实验阶段，2019年实现商业化生产。
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