笔者东邪
地球上任何生命的生存和繁衍都与太阳存在直接或间接的联系，太阳能是地球上最广泛存在的能源，也是可再生的清洁能源，科学家从上世纪就开始尝试将太阳能转换成其他形式的能源，然后加以利用，但目前看来这类方法的效率并不高。既然如此，那么为什么人类不按照太阳的原理造一个“人造太阳”呢？上世纪的科学家也提出了这样的想法。
最早提出这种想法的是苏联科学家，他们也造出了地球上第一个核聚变反应堆，并将其命名为“托卡马克”，之后其他国家也加入到研究可控核聚变的行列中，包括中国。我国科学家起初走的是模仿的道路，主要的参考对象是苏联的托卡马克装置。后来我国开始搞自主研发，最近中科院发出了最新的喜报。
据报道，5月28日中科院合肥科学研究所对外宣布，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置成功创造了1.6亿摄氏度的高温，这比太阳表面温度（℃）还要高，并且装置成功运行了20秒，打破了之前的世界纪录，同时这也意味着我国在核聚变领域的水平依然保持领先。那么什么是全超导托卡马克？这种装置的最终实现对我国乃至全世界的发展会产生什么影响？
全超导托卡马克是什么东西？
在近代能源发展中，核能是能源家族的新成员，主要包括核聚变和核裂变两种形式。目前人类已经实现了可控核裂变，它的反应原理是重金属元素的核子通过裂变的方式释放出巨大的能量。由于核裂变反应相对来说比较好控制，西方国家在上世纪中期就已经将这种技术投入商用，例如建造核电站。
虽然核裂变反应释放的能量非常庞大，但这种方式存在两个主要问题，一个问题是核裂变所需要的铀等重金属在地球上的含量十分稀少，它们就像化石能源一样是不可再生资源。另一个问题是核裂变反应会产生放射性较强的核废料，对环境和生物造成危害。而核聚变的原料是同位素氘和氚，这两种元素在海水中广泛存在。
而且核聚变反应产生的废料是氦气，这种气体是清洁且安全的，因此核聚变相比核裂变来说更适合未来人类能源的发展。上世纪中期苏联科学家认识到了这一点，开始探索建造人造核聚变实验装置的可能性，后来就建造出“托卡马克”。全超导托卡马克核聚变实验装置又被称为“人造太阳”，简称“EAST”，是我国自主研发的核聚变实验装置。
EAST等托卡马克装置的运行原理是在装置的真空室中加入氘和氚，然后利用类似变压器的原理让这两种元素产生等离子体，接着提高其密度和温度，目的是诱导等离子体发生核聚变反应，而核聚变反应的过程中会产生巨大的能量。年，我国建成了世界上首个全超导非圆截面托卡马克核聚变装置，这标志着我国的技术领跑世界核聚变水平。
年2月，我国的EAST成功实现万度的高温，并且成功创造了世界纪录。两年后，EAST实现了1亿摄氏度的等离子体运行，再次创造了纪录。到了今年的5月28日，EAST分别实现了可重复的1.2亿摄氏度秒以及1.6亿摄氏度20秒的等离子体运行，这些成就将让中国在接下来几年里领先世界水平。
怎样才能让核聚变反应变得可控？
科学家提出“人造太阳”的想法源于对太阳核聚变的研究，太阳之所以能够几十亿年如一日地燃烧，并向周围的星球源源不断地传送热量，是因为它内部在进行着核聚变反应。核聚变反应的发生需要苛刻的环境条件，只有当环境满足超高温和超高压后才有机会实现核聚变，而太阳内中心的温度足足有万摄氏度，压强超过亿个标准大气压，完全符合核聚变反应实现的要求。
上千万的高温和上亿倍于标准大气压的气压对人类来说是一项十分艰难的挑战，但实际上美国和苏联在上世纪就已经实现了核聚变，代表作就是氢弹。然而这种核聚变反应难以控制，引发反应后就失去控制，因此当时只能用于制造核武器，而无法像核裂变那样投入商用。那么如何让核聚变反应变得可控呢？
苏联科学家提出了“磁约束”的概念，指出理论上利用这种方式可以将核聚变反应束缚在密闭空间中，并且让核聚变反应稳定地运行。为了达到这一目的，苏联科学家接着又提出环磁机，即托卡马克。托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面围绕着线圈。真空室的功能是激发并且维持环形等离子体电流，外围的线圈接通电流，形成一定的螺旋型磁场。
这个磁场可以反过来将等离子体给约束住，很大程度上起到绝热的效果。在这种装置中，即使内部产生的温度超过1亿摄氏度，容器也不会被熔化。
为什么要研发“人造太阳”？
人类的生存以及社会的发展都需要自然能源的供给，而目前人类建造的能源格局以传统的化石能源为主，化石能源是不可再生能源，同时对环境也不友好，因此这类能源并不符合人类未来可持续发展的要求，因此人类需要寻找新的能源供给方式。核聚变反应自从上世纪中期被苏联科学家提出来后一直备受