也許有的朋友會問，這個 403 秒意味著什么？這個 403 秒意味著，人類距離利用可控核聚變產(chǎn)生能量又近了一步，可能可控核聚變發(fā)電很快就會成為現(xiàn)實。
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要回答這個問題，首先要了解什么是核聚變。核聚變就是兩個質(zhì)量較輕的原子合二為一，同時釋放大量能量的過程。太陽和其他恒星就是通過核聚變來發(fā)光放熱的。如果我們能在地球上“復制”這一過程，將產(chǎn)出大量能量。這是我們需要核聚變的第一個原因。
太陽是距離地球最近的天然核聚變反應堆。在太陽內(nèi)部，擁有大約 1500 萬℃的溫度，大到超乎想象的壓力和密度。在這樣的條件下，核聚變反應持續(xù)發(fā)生。
氣候變化和能源安全也促使人們轉變了觀念，開始接受核聚變。對于氣候變化來說，核聚變能提供豐富的清潔能源。同火力發(fā)電等發(fā)電模式相比，幾乎沒有溫室氣體的排放。核聚變還可以和太陽能、風能等其他可再生能源聯(lián)合使用。至于在能源安全方面，隨著全球能源需求的急劇增長，一旦化石能源枯竭，就必須依靠核聚變能源了。
其實，我們利用核能不是最近的事，現(xiàn)在世界各地運行的核電站正是通過核裂變來發(fā)電的。不過，相較于核聚變，核裂變存在安全問題、核廢料處理問題，以及核原料的取材問題。因此，科學家都把關注點轉移到了核聚變上來。
為什么可控核聚變難以實現(xiàn)？
現(xiàn)在我們已經(jīng)知道，核聚變發(fā)生的條件是像太陽內(nèi)部那樣的極端高溫、高壓、高密度�？墒�，人造的核聚變反應堆無法復制這樣的壓力和密度條件。比如，在 JET（歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應堆）的內(nèi)部，氣體的密度和反應堆外的普通大氣差不多。那么，要想實現(xiàn)核聚變反應，反應堆內(nèi)的溫度就得超過 1 億℃。在這樣的溫度條件下，氣體會變成等離子體。這時，可以用磁場來約束它們。
因為任何一種材料一旦觸碰到溫度超過 1 億℃的等離子體，都會熔毀，所以只能通過磁場來約束等離子體。同時，磁場還能使等離子體加速流動，為核聚變創(chuàng)造條件�？梢姡诤司圩兎磻阎�，磁場很重要。這次 EAST 創(chuàng)造的新世界紀錄就是關于磁場約束等離子體，從而穩(wěn)定運行的。這是利用可控核聚變產(chǎn)生能源的關鍵。
此外，現(xiàn)階段的核聚變發(fā)電還存在“投入產(chǎn)出比”不協(xié)調(diào)的問題：反應堆雖然能產(chǎn)出大量能量，但滿足自身運轉需要投入更多能量。為了解決這個問題，多國聯(lián)合出資，正在法國南部建造國際熱核聚變反應堆（ITER），預計在 2025 年投入運行。在剛開始運行的 10 年間，科學家會逐步提升反應堆的運行功率，最終讓它滿負荷運行�？茖W家估計，ITER 最終輸出的能量，將是啟動核聚變所需能量的 10 倍以上。
新的嘗試
近年，科學家和私營企業(yè)為了盡早實現(xiàn)可控核聚變，采取了一些新的嘗試。
在托卡馬克裝置中，磁場強度越強，對等離子體的約束就越強，這樣反應堆就可以設計得更小。英國托卡馬克能源公司和其他幾家實驗室合作，研發(fā)出了一種叫作高溫超導磁體的設備，這些磁體能產(chǎn)生強力磁場，強度可達地球磁場強度的 100 萬倍。通過這種磁體，托卡馬克能源公司利用一座小型反應堆，讓等離子體的溫度升到了約 1 億℃。
啟動核聚變反應有幾種不同的方法。除了在托卡馬克裝置中讓等離子體加速旋轉外，還有一種方法叫慣性聚變 —— 核燃料液滴會被擠壓，這樣溫度和密度就會變大，達到核聚變的條件。美國的 First Light Fusion 公司，通過射擊實現(xiàn)了擠壓 —— 子彈會從一支超高速槍中射出，擊中含有核燃料的目標。子彈擊中目標后，能讓核燃料以每秒 70 千米的速度發(fā)生內(nèi)爆，引發(fā)核聚變，釋放能量。
一旦核聚變反應堆投入運行，人類就不能進入反應堆了。因為氘-氚核聚變反應會釋放大量中子和能量，產(chǎn)生強烈的短時輻射，對人體有害。所以，需要機器人代替人類完成某些工作。為此，科學家和工程師研發(fā)了機械臂，代替人類的工作。比如，RACE 機構研發(fā)的巨大機械臂 MASCOT。
如果把人工智能技術融入機器人，機器人會更敏捷、更自動化。擁有了更先進的人工智能技術，核聚變反應堆的控制系統(tǒng)或許就可以根據(jù)等離子體狀態(tài)的快速變化隨時做出調(diào)整，這樣就能讓核聚變反應盡可能維持在最高效率。
