中国人造太阳项目接近净正能量里程碑

中国刚刚在实现商业核聚变的高风险国际战役中又推进了一颗棋子。多年来，中美两国一直在为解锁清洁能源圣杯的竞赛取得突破而权衡，由于世界上两个最大经济体的投资和政策支持的增加，技术进步的速度呈指数级增长。

目前提供全球能源结构 10% 的核电站利用核裂变（原子分裂）来产生能源。核聚变是为太阳提供动力的过程，它融合原子以产生巨大的能量爆发，而无需使用有害的放射性同位素作为燃料。由于其高能量输出和缺乏危险废物输出，核聚变经常被吹捧为清洁能源转型的灵丹妙药。

“聚变是一种下一代能源技术，”IEEE Spectrum 最近援引兰德公司技术分析高级顾问吉米·古德里奇的话说。“无论谁掌握了它，都将获得巨大的优势——无论是在经济上、战略上还是从国家安全的角度来看。”

然而，在地球上建造“人造太阳”是一项极具挑战性的任务。该过程涉及极其复杂的超高温，制造和遏制成本极高。为了了解这些实验有多热，中国的实验先进超导托卡马克（EAST）今年创造了新纪录，它达到了 1 亿摄氏度的持续温度。

实现这些超热条件需要大量的能量，以至于聚变实验产生的能量几乎总是少于消耗的能量。2022 年，加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火设施（NIF）的科学家终于利用激光技术创造了净正能量，这是世界上第一个核聚变。自这一突破以来，NIF 通过 提高能源输出水平重复了成功。

中国尚未通过自己的核聚变实验实现净正能量发电，但这种情况可能很快就会改变。中国正忙于建造一座巨大的核聚变反应堆，以与加州的 NIF 相媲美。虽然 NIF 实验室依靠激光为聚变的发生创造合适的条件，但中国的实验历来依赖一种涉及巨大磁铁的另一种反应堆来控制等离子体。但专家推测，位于四川绵阳的最新中国聚变设施是一个类似 NIF 风格的激光设施，但规模要大得多。然而，它也可能是一台巨大的 Z 型捏合机，这是使用电流的第三种聚变装置。

无论哪种方式，这个新设施都可能使中国能够同时试验两种不同且有前途的核聚变方法——这是一项成本高昂的努力，很少有其他国家能够实现。北京在核聚变竞赛中遥遥领先可能只是时间问题。

“即使中国现在不领先，但当你看看他们建造东西的速度，以及大规模建造这些设施的财政意志力时，轨迹对美国来说并不有利。”研究非营利组织 CNA 的分析师 Decker Eveleth 告诉 IEEE Spectrum。

而现在，就在本周，北京公布了核聚变实验的又一步。中国已经开发并成功测试了有史以来最大的防辐射机器人，用于其核聚变设施。这台三臂机器能够举起高达 60 吨的重量，使其成为对大型核聚变设施进行维护作的理想机械。据国际核工程组织称，“在开发机器人时掌握的技术有望为国内外下一代核聚变装置的运行做出贡献。