韩国“人造太阳”在核聚变研究中取得重大突破

韩国“人造太阳”——KSTAR装置近日实现重大突破。该装置成功将等离子体环路加热至1.8亿华氏度（1亿摄氏度）并维持长达48秒，刷新2021年创下的31秒世界纪录。

这一进展是迈向实现近乎无限清洁能源的关键一步。科研人员数十年来致力于借助核聚变实现人类无限能源需求，该技术模拟了恒星内部的能量产生过程。核聚变通过高压、高温条件下使氢原子转化为氦原子，从而释放能量。而恒星正是通过这一过程，将物质转化为光热，产生庞大的能量，并且不会排放温室气体亦无长期放射性废物。

然而，实现在实验室条件下仿照恒星内核的核聚变并非易事。当前最常用的聚变反应堆设计为托卡马克装置，其运作原理是将等离子体（由带电离子与自由电子构成）加热至超热状态后限制在甜甜圈状的反应室内，利用强大磁场进行约束。

尽管早在1958年苏联科学家纳坦·雅夫林斯基便设计出首个托卡马克装置，但至今仍无人能造出净输出能量大于输入能量的聚变反应堆。

核聚变面临的主要挑战之一便是如何应对达到聚变温度的等离子体。由于聚变反应堆所需压力远低于恒星内部自然发生的聚变环境，故需极高温度，甚至高于太阳核心温度。如太阳核心温度约为2700万华氏度（1500万摄氏度），而压力则相当于地球海平面大气压的3400亿倍。

实现上述高温相对容易，难点在于寻找有效控制等离子体的方法，防止其烧穿反应堆壁或破坏聚变过程。这通常需要借助激光或磁场进行约束。

为延长等离子体燃烧时间，科研人员对反应堆设计进行改良，如采用钨替代碳以提升托卡马克偏滤器效率，此类偏滤器可清除反应堆中的热量及灰烬。

KSTAR团队计划在2026年前使反应堆在1.8亿摄氏度高温下维持300秒。此项成就使韩国跻身全球核聚变竞争行列，其中包括美国政府资助的国家点火装置（NIF），后者曾因反应堆核心短时内产生的能量超出输入能量而备受瞩目。