一亿℃超高温和-269℃超低温如何近距离共存

太阳的核心温度高达1500万摄氏度。为了在地球上创造“人造太阳”，中国科学家“融化”了“超高温”、“超低温”、“超高真空”、“超强磁场”、“超高电流”等极端环境。春节前夕，记者走近中国科学院合肥材料科学研究所被称为“人造太阳”的科学仪器“核心”，从尖端科技的诸多突破中感受到中国创新的蓬勃脉搏。

太阳是地球最大的能源。它的表面温度约为6000摄氏度，核心温度约为1500万摄氏度。它像一个熊熊燃烧的火球，每秒钟释放出相当于1亿吨煤燃烧的能量。

“为什么太阳能产生这么多能量？因为它的内部不断发生核聚变反应。”中国科学院合肥材料科学研究所等离子体物理研究所王腾博士说，要想在地球上实现可控核聚变反应，创造“人造太阳”，需要实现1亿摄氏度的等离子体，1000秒的连续运行时间，1 mA的等离子体电流，这些都是极其艰巨的科技挑战。

身高11米，直径8米，体重400多吨，站在被称为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)前，记者深感好奇：在这里实现了1亿摄氏度20秒的等离子体操作，是如何实现的？

“EAST就像一个圆形的‘大罐子’。里面集成了‘超高温’、‘超低温’、‘超高真空’、‘超强磁场’、‘超强电流’等极端环境。”中国科学院合肥材料科学研究所副所长、等离子体物理研究所所长宋运涛表示，这些尖端技术可以“一炉熔化”，充分体现了一个国家的综合科技实力。

为了达到1亿摄氏度的高温，科学家们使用了各种加热方法，其中之一就是微波加热。“家用微波炉的功率约为500瓦，而EAST使用四个大功率加热系统，总功率为34兆瓦，相当于家用微波炉的几万倍。”王腾说，不仅如此，地球上最耐热的材料也只能承受几千摄氏度。为了携带几亿摄氏度的高温等离子体，科学家制造了一个带有磁场的“笼子”，EAST内部的磁场强度达到了地球的7万倍左右。

为了达到强磁场，“人造太阳”还需要12000安培以上的超高电流，携带高电流的线圈在零下269摄氏度的超低温下工作，距离1亿摄氏度的高温约1米，因此需要实现强度约为地表大气压一千亿分之一的“超高真空”来“绝缘”。

这些极端环境使得“人造太阳”成为一个“极其困难”的收藏。

“让1亿摄氏度的超高温和零下269摄氏度的超低温近距离共存。这是世界上没有人做过的事。可以说困难无处不在，天天遇到。”中国工程院院士李建刚表示，在研究“人造太阳”的20年中，他和他的团队至少遇到了5万次失败的实验。

“但是幸福真的是做了一点点！”李建刚说，研究人员一年中几乎每天都要在实验室里呆365天，从几百万摄氏度到几千万摄氏度，从3000万摄氏度到5000万摄氏度到几亿摄氏度。他们独立开发了60多项关键技术，创造了一系列国际技术参数，使EAST科学仪器屹立于世界之东。

一代又一代的科研工作者自立自强，勇攀高峰，支撑着中国“人造太阳”强大的核心。