日本“人造太陽”究竟有多厲害？自稱超級先進，世界最大托卡馬克，或點燃氫聚變！

今天講世界上最大最先進的核聚變反應堆 上週日本量子科學技術研究所宣佈 他們和歐洲合作建造的 迄今爲止世界上最大最先進的新型核聚變反應堆 JT60SA正式運行 第一個等離子體已於10月26日實現 意味着核聚變領域又迎來了一個重要的里程碑 JT60SA中的SA是超級先進的意思 看來非常的自信啊 它是在前身JT60的基礎上 通過升級成儀態超導線圈 發展起來的新型託卡馬克裝置 JT60也是有着極爲輝煌的過去 1995年5月27日 美國託卡馬克裝置TFTR 創造了5.1億攝氏度的世界紀錄 這個溫度比太陽中心的溫度還要高25倍多 但僅僅只過了一年 JT60就給TFTR上了一課 直接讓這個紀錄做古 等離子體溫度高達5.22億攝氏度 並一直保持至今 另外JT60還保持着核聚變裝置三重機 及等離子體密度 約束時間 和溫度成績的最高紀錄 1.77×10的2是80方K秒每立方米 直到2021年8月8日 才被美國國家點火裝置打破 在此基礎上發展起來的JT60SA 自稱超級先進 看來名號也不是吹的 這傢伙高15.5米大半徑2.96米小半徑1.18米 真空室體積達到了132立方米 是迄今已建成的託卡馬克裝置中最大的 僅次於國際熱核聚變裝置的6.2米 2.0米及837立方米 遠遠超過現在還在運行的 韓國KISTAR的1.8米0.5米 中國東方超環EAST的 1.85米0.45米 更牛的是啊 JT60SA設定的等離子體電流5.5兆安 溫度2億度等離子體維持時間100秒 也是最高最具雄心的 其目標據稱是實現Q值等於1.25 這意味着將會點燃核聚變 並實現淨能量收益 JT60SA預計在兩年內達到滿功率 即將等離子體加熱到2億度約束時間100秒 那麼JT60SA能夠實現核聚變發電嗎 答案是否定的 它的主要任務是研究等離子體的 穩定性及其對功率輸出的影響 爲國際熱核聚變實驗堆測試相關技術 及操作要點 ITER的高度幾乎是JT60SA的兩倍 等離子體達830立方米 是JT60SA的6倍 有望實現Q大於10的淨能量收益 爲人類最終實現核聚變發電鋪平道路 但也沒有說要發電 託卡馬克被認爲是最有希望的人造太陽方案 一旦實現將給人類帶來取之不竭 用之不盡的能源 人類文明的發展也將躍上一個新的臺階 但要實現真正的核聚變發電 恐怕還有很長的路要走 一些私人資本已迫不及待 開始探索其他可控核聚變的方式 並且制定了雄心勃勃的計劃 最具野心的甚至已經簽署了對陸協議 要在2028年前提供商業核聚變電 這些公司走的路線五花八門 腦洞大開 和各國政府主導的主流託卡馬克有所不同 大多是一些變種 有的和慣性約束結合 有的是燒水發電 有的說直接產生電流 有的是用激光 還有用電磁炮甚至炸藥的 以及用核聚變當火花塞點火的 究竟哪一種技術最終會取得成功 現在還是一個未知數 目前中國也有多個核聚變裝置貨批建設 總開工規模已突破百億元人民幣 下面這張圖是我列出的世界上 曾經和正在運行的6個人造太陽 主要的託卡馬克裝置及其參數和成就 大家可以看看 但所有這些成就都還沒有超過慣性約束的美國國家點火裝置 他們已經兩次實現了焦能處Q大於1的淨能量收益 這樣來看的話 這些私人公司最終取得成功也不是不可能 畢竟商業化的力量是極爲強大的 看看馬斯克的009號火箭和星鏈王 你就知道了 未來SpaceX很可能長期壟斷太空商業市場 科技領域的變革很多時候是來自商業的創新 在人造太陽核聚變已逐漸明朗的情況下 近年來私人資本也開始瘋狂湧入 全世界已成立了數十家初創公司 投入資金也達到了數十億美元 你覺得在人造太陽上是各國政府會率先成功 還是私人資本會搶佔凹頭 我有一個預感 所有政府資金的投入和人才培養 可能都是在爲這些商業資本做嫁衣 人造太陽很可能會由私人公司率先製造出來 政府資金的計劃最快也是 要到2040年後纔可能開建發電站 私人資本顯然等不到那麼久 要麼賠錢認輸 要麼成功賺大錢 我是徐德文 傳播最新最前沿最有趣的科學 歡迎朋友們關注訂閱點贊收藏轉發 這期節目就到這裏 我們下期再見 拜拜