央视新闻发布了一则消息，中国新一代的人造太阳——中国环流三号，取得了重大进展，世界首次发现并实现了一种先进的磁场结构。

这种磁场结构对于提升核聚变装置的控制运行能力，有着非常重要的意义。

其实在去年年底的时候，中国环流三号就向全球开放了，今年就要进行首轮国际联合试验，现在已经吸引了全球十七家知名科研机构和高校参与其中。

这些机构中包括法国原子能委员会，日本京都大学等等。

那么今天就来说说中国的人造太阳。

有句话说的很好万物生长靠太阳，没了太阳地球不仅仅是黑暗，各种人类使用的能源也会销声匿迹。

比如煤炭、石油、天然气、风能、水能、生物能等等都会消失，因为这些能源的本质都是太阳能转化过来的。

不说别的，中国最硬最棒的科幻电影《流浪地球2》中，那些个推动地球进行一场史无前例远航的行星发动机，它们的能量来源是一种叫做受控核聚变的装置。

这种装置说的直白一点就是人造太阳。

人造太阳是如今所有再开发利用的能源中，能量最为强大，使用最为方便的能源。

如今人类研究人造太阳，算起来已经有六十多年的时间了。

虽然时间很长，但可控核聚变依然处于实验阶段，但有一点非常的自豪，中国的人造太阳技术，是位列世界前列的。

那么人造太阳有什么特殊的吗？

人造太阳属于核能，而核能分成了两个方向，其一核裂变，其二核聚变。

这两个方向又各有两个分支，可控和不可控。

比如核裂变。

核裂变的本质，就是将一个原子破坏撕裂，在这种破坏撕裂的过程中，一枚小小的原子会释放出非常高的能量。

那么在这个过程中，如果不加以控制，最终就会变成一颗超级炸弹，这就是原子弹。

这个分支被叫做不可控核裂变。

在破坏原子结构的过程中，如果可以进行有效控制，并能将原子释放出来的能量加以利用，这就叫做受控核裂变，这种就是核电站的理论基础。

而核聚变就是两枚较轻的原子进行聚合，变成一枚较重原子的过程，这种过程同样会产生巨大的能量，而且能量要比核裂变多四倍。

核聚变同样分为可控核聚变和不可控核聚变。

不可控核聚变就是氢弹，想想看氢弹的引爆条件是使用原子弹，就能知道核聚变的能量会有多大？

而目前可控核聚变，只有天上的太阳可以做到。

简单的说，不管是核聚变和核裂变，它们在进行的过程中会损失质量，而损失的质量就会转化成能量。

很多人再解释的时候，喜欢使用质能方程即E=mc²。

其中E是代表能量，m代表质量，c是常量代表光速（注299792458米每秒）。

想想看就算是一千克的质量，用来乘以光速的平方，它们的结果依然是一个庞大的数字。

这也是为什么，科学家们总是在说，人类一旦掌握了可控核聚变，就可以获得永远不会枯竭能源的原因。

那么质量为什么会变成如此巨大的能量呢？

在经典力学中，质量和能量之间的关系是相互独立，没有什么联系。

可是在相对论中的解释就完全不一样了，能量和质量是物体力学性质的两个不同方面，而且是不可分割的两个方面。

比如说一个物体是静止的，那么这个物体有没有能量呢？

有！从宏观的角度，它至少有势能，哪怕它就是放在水平面上，也具备势能，因为势能选取的高度和参照的位置有关。

现在不钻这个牛角尖，就认为这个物体没有势能，也没有动能，那么内部有没有能量呢？

有！不仅有，而且有很多，比如分子运动的动能，分子之间相互作用的势能、甚至是原子和原子相互结合在一起还会产生化学能，当然在更加微小的世界中，还有原子核和电子相结合产生的电磁能等等。

所以一个静止的物体，从感知上感觉似乎没有能量了，但它的内部却蕴藏着巨大的能量。

那么再往深了去说，这些微小的粒子，比如原子核、电子、中子、质子等等，它们同样是一种物质，在内部有没有内部能量呢？

答案是肯定的，有，一定有。

如果把这些蕴藏的内部能量，从原子，到电子，再到电子内部，全都释放出来，理所当然的就会得到庞大的能量。

比如π介子，它是基本粒子中的一种，所有介子中最轻的一种介子。

π介子在衰变的时候，会变成两个光子，光子在静止中质量是为零的，也就是说静止的光子是没有静止能量的。

如果在这种情况下打开π介子，会得到什么？会得到π介子蕴含的全部静止能量。

这是微观世界中的能量，看不到摸不到，那么说说宏观世界中的这种内部能量。

中子星，它虽然看起来是一颗星体，但本质上中子星是一颗由中子构成的星球，不然也就不会叫做中子星了。

这是一种非常恐怖的星球，密度可以达到一立方厘米一亿吨的程度。

形象的比喻一下，如果用勺子在中子星挖一勺子的中子星物质，放在地球上，那么这团物质会膨胀起来，体积变成原来的几千亿倍。

之所以会膨胀，是因为地球的质量根本达不到束缚这团中子星物质能量的要求。

有就是超强的引力，中子星的引力是仅次于黑洞的，表面的重力就可以堪比地球的二百亿倍。

接着是温度，中子星的表面温度可以达到一百万度，中心的温度达到一千五百万度，而新形成的中子星的温度更高，往往会达到几亿度的高温。

中子星的能量很大，大到和地球相互碰撞之后，地球会悄无声息的的消失。

来看看中子星到底是个什么样子，就能更深的体会到微观世界中的内部能量的恐怖。

首先中子星的外部是一层固体，厚度一公里，它虽然和星体一样，但整个中子星的外部最高的山峰只有几厘米，这一层的温度可以达到一百万度。

再往下，是由原子核构成的固体晶格浸泡在一片电子海洋中，所以这里可以看成一个放大版的微观世界。

再往深处进发，中子已经彻底的从原子核中逃离出来，飘在一个叫做简并海中。

向下走到距离表面十公里的地方，这里开始液化，而液化出来的液体并不是任何物质，而是由中子、质子、电子构成的液体。

想想看这是一种什么场景？科学家描绘，这是一个没有黏滞的超流体。

这种超流体有一个很有趣的科学现象，如果在里面出现一个漩涡，漩涡会持续几个月的时间。

所以从中子星的恐怖之处，就能体会到微观世界中的能量是如何的巨大。

这也就能感觉出太阳的能量是如何的庞大，进而了解如果人类真的掌握了人造太阳，那么人类所获取的能量将会取之不尽用之不竭。

人造太阳推进一直很困难，主要原因就是超过一亿度的高温，科学家们没有找到合适的材料将这个温度装起来。

当然说道这里，就一准会说道托卡马克装置。

该装置是在上个世界五十年代，由苏联的库尔恰托夫研究所发明出来的，基本原理就是利用磁约束来装人造太阳，避免它的高温破坏设备。

毕竟磁约束是一个磁场，而且在磁场的中心还是一个真空室，所以在理论上来讲，装什么样的高温都是可以的。

但问题是，就算是用磁场约束起来，中心是真空，它本身就是一颗太阳，那么以辐射形式散发出来的热量依然多，产生的温度依然很高。

所以最先接触这种散发出来的高温材料，能不能扛得住？

扛不住，那么再好的装置也没有用武之地，持续不了多长时间。

而这块材料就被叫做首壁。关于这个材料的研究，中国是首屈一指的存在，而且还具备批量制造的能力。

（注：之前能满足实验需求的这种材料，只有美国可以制造。而将这块壁制造出来中国是首件，时间是在2022年的十一月。）

在2006年的九月二十八号，中国耗费了八年时间，花费两亿元，设计的核聚变装置，就曾经获得过两百千安的电流，时间是三秒。

别小看这个数据，这可是世界首个建成并真正运行起来的全超导非圆截面核聚变实验装置。

而今中国环流三号，更是实现了一百万安培等离子体电流下对人造太阳的高约束运行。

在这之前还有一台环流二号，是2009年立项，原计划2019年底建成，最终在2020年十二月四号在四川成都建成。

现在的环流三号，已经和国际热核聚变试验堆总部签署了协议，向全球科学家开发。

也就有了如今的联合试验。

其实环流三号的成功，也是中国核能发展的一个阶段而已，关于核能中国分三步走，先热堆，后快堆，再聚变堆。

早之前第四代核反应堆已经成功并网发电，安全性能更进一步，核泄漏这种事几乎不会发生。

现在看来，在聚变堆这个方面，中国有了更大的突破。