“捂住”太阳

为了满足能源需求，科学家正在寻找一个终极办法：造一颗“人造太阳”，一次性地解决能源供给问题。到时，我们所需能源不必烧煤烧油，单凭人造太阳的照耀就行，环境保护与能源供给的矛盾也将得到妥善解决……

太阳为什么这么明亮且如此刺眼？有人认为：它一直在燃烧，是个炙热大火球呀！疑问又来了：太阳上面有氧气吗？这得多少氧气才能供太阳狂烧不止啊！

对不起，你的这种疑问直接暴露了你对太阳的误解。太阳发光发热，可不是可燃物遇到氧气燃烧，而是聚变反应的结果。

太阳内部的核心区，密度相当大，压力相当大，温度极其高。在高温高压的作用下，质量较轻的氢元素被挤压融合，三三两两挤撞到一起，合为一体，形成质量较大的元素氦，从氢到氦，这个变化过程不叫燃烧，而叫聚变反应。聚变反应和燃烧的过程完全不是一回事，只是结果有些相似，都能放出热量产生温度。但是，普通燃烧放出热量所产生的温度远远低于聚变反应所产生的温度。普通燃烧1000摄氏度算是高温，太阳内部因聚变反应而产生的高温达1500万摄氏度！

太阳内部聚变反应产生的高温一层层向外散发，到太阳表面还能保持在6000摄氏度左右。6000摄氏度也令我们不敢直视呀，它把太阳表面烤到白炽状态，挂在天空中，又热又刺眼的效果就是这么产生的。另外，有些被烤得“受不了”的物质，会被太阳向宇宙空间抛射出去，看起来跟火焰一样，其实那不是火焰，是日冕物质，这些高温物质有时会冲到距离太阳表面5万公里那么远的地方，看起来让人觉得太阳的“火焰”真够大！

太阳不靠燃烧，靠聚变反应，已经在宇宙空间里“火了”大约50亿年，现在正值“壮年”，科学家认为它还能继续“火”50亿年。

太阳内部的聚变反应不是非常稳定，当聚变反应增强时，太阳就会变得捣蛋起来：向地球抛射大量的高能带电粒子，形成太阳风暴，这些粒子会干扰通信和航天器，甚至还会影响人的情绪，所以地球上一旦监测到太阳聚变反应加强的信息，就会发布预警：大家小心，太阳风暴来临……

太阳对人类来说太重要了。它的能量很充足，从古代起，人们就感受太阳的超能量，产生了太阳崇拜的文化心理。人类最早塑造出的神就是太阳神，太陽神话是神话的核心，众多神话都由太阳神话派生而出。中国是太阳崇拜文化的发源地之一，有时候你会视保护自己给予自己生命的父母为“太阳”，这就是太阳崇拜文化在潜意识里起的作用。

太阳依靠聚变反应，输出能量。科学家琢磨：能不能学学太阳产生能量的手法，咱能否在地球上也来次聚变反应呢？

科学家之所以这样想，是有底气的：地球上因存在可以进行聚变反应的材料氚和氘，它们就是质量轻的原子，在高温高压的挤压融合下，可以聚变成氦原子，从而释放出巨大能量。

有材料就能完成聚变反应吗？有人质疑：地球上虽然能寻找到聚变反应材料，但是从哪里寻找触发聚变反应的“高温高压”环境条件呢？

是啊，如何形成“高温高压”的聚变条件，让氚和氘发生聚变呢？后来，大家忽然发现这根本不是事，这个问题非常好解决，不是有原子弹嘛！

科学家把氚和氘混在一起，装进“筒筒”里，卷成“氚氘爆竹”，然后用原子弹做“氚氘爆竹”的引信。原子弹爆炸，高温高压环境就有了，然后氚、氘在高温高压的作用下，就会触发聚变，释放出大量能量，核心温度可达3.5亿摄氏度！

用原子弹引爆“氚氘爆竹”，聚变反应弄成功了呀——1952年11月1日，在太平洋的一个小岛上，人类成功引爆了第一枚氢弹！

氢弹？前面说的“氚氘爆竹”不是在完成聚变吗？不错，科学家就是学着太阳里面的聚变反应手法，造出了氢弹。也可以这么说，氢弹其实就是一个人造太阳，只是这个太阳的寿命达不到100亿年的年纪，它只是瞬间爆炸后，就消失了。氢弹释放能量的原理和太阳发光发热的原理是一样的，所以氢弹可以说是“短命太阳”。

氢弹的寿命虽然极短，但它眨眼间凭借聚变反应释放出的能量极为巨大。比如第一颗氢弹的爆炸能量相当于1040万吨TNT炸药的爆炸力，是投向日本广岛那颗原子弹威力的800倍。好家伙，氢弹是大力神、“大杀器”呀，怪不得原子弹只能当它的引信呢！

自然界存在一种现象：同一种物质的原子，会“化装”，以不同的头脸示人。我们把同一种物质化装变样的原子互称为同位素。氢这种物质主要有氕、氘、氚三种同位素，其中氕占氢物质总量的大多数。氕虽然很多，但不能作为聚变反应的材料。氘可以做聚变反应材料，约占氢物质总量的七千分之一，其实这可不是一个小数目，光海水里就有45万亿吨氘，所以氘可以从海水里提纯而得。氚不能自然存在，但分解锂化氢可获得氚。也就是说在地球上获取氘和氚这两种聚变反应材料是比较容易的。

原子弹和氢弹都属于核武器，区别在于反应方式不同。原子弹进行的是“裂变反应”污染大，氢弹用的是“聚变反应”污染小。我国成功研制出原子弹后，也开始研制氢弹。当时西方国家对氢弹技术是保密的，但有些西方杂志会拿出点滴数据进行炫耀，中国科学家从这些数据中搜寻到氢弹的原理和设计大概，然后自力更生，艰苦奋斗，并于1967年6月17日成功试爆了一枚氢弹，引发西方国家惊讶：这么快，中国人是怎么造出氢弹的？！

氢弹其实是军事对抗的产物，现在大家认识到和平的重要性，对抗的想法淡下来，氢弹技术开始转向民用了。如果把氢弹技术转为民用技术，会有什么结果呢？

结果非常有意义：氢弹就是一颗人造太阳，如果不用这个太阳来厮杀，那么它就不是毁灭家园的核武器，转身会变成清洁能源的供给者。

科学家想着让氢弹变太阳，给咱们提供光和热。想法很丰满，现实很骨感：氢弹是短命太阳，能量是瞬间释放，瞬间，周围物质就变成气体了，这么凶，谁敢要氢弹的能量？

看来，要让氢弹成为真正的人造太阳，成为光和热的提供者，必须改变氢弹“点火就爆”的暴躁脾气，咱得驯服它——让聚变反应的进程缓慢可控起来，能量慢慢释放才行啊！endprint

如何把暴躁的氢弹驯服成温柔的“小绵羊”？许多国家都在做“驯兽师”，都想凭自己的力量把氢弹变成“小绵羊”，可是驯化多年之后，大家发现，让氢弹变成“小绵羊”的任务太艰巨，单凭一国之力，无论如何也实现不了。

驯服氢弹，单打独斗不行，那就来国际合作：1988年，国际社会共同启动了“国际核聚变反应堆”项目（也称“人造太阳”项目）。该项目计划用35年的时间，寻找并运行控制聚变反应进程的方法，让聚变反应可控缓慢进行，给人类提供源源不断的新能源。中国于2006年加入该项目，开始承担技术攻关任务。

国际核聚变反应堆在建设过程中遇到一个很大的技术难题：聚变反应核心的高温高压，需要用耐高温高压的材料垒建一个反应空间，通常可以理解为：需要把太阳给“捂住”才行。但是寻遍世界上所有的材料，没有一种材料能“捂住”人造太阳的聚变反应高温，毕竟它的温度太高，超亿度，现有材料在聚变反应堆面前眨眼间就变成了“水汽”，起不到包裹作用。

找不到垒建聚变反应核心的防护材料，把氢弹驯化成“小绵羊”就是空想。谁能制造出能“捂住”太阳的材料，谁就会为国际核聚变反应堆的建设立下头功！

谁立下了头功？当然是中国科学家！

聚变反应装置的芯部，温度上亿摄氏度，中国科学家于2016年末，成功研制出可以包裹聚变反应核心的材料，有了这种耐上亿度高温的材料，“捂住”太阳并驯服它就有了可靠的“牢笼”。目前，中国研制出的这种材料已经获得国际核聚变反应堆项目组的高热负荷认证，拿到了生产许可证，可批量生产组装，将成为可以控制聚变反应进程的金刚不坏之手。聚变反应被控制之后，人造太阳为人类稳定安全地供给能源最终将成为现实。

前面我们说氢弹要用原子弹做“引信”，从而获得高温高压环境触发聚变反应。那么国际核聚变反应堆是不是也要用原子弹来点火呢？当然不是。国际核聚变反应堆利用新的科研成果，采用激光来触发聚变反应，算是激光点火。因為激光点火更安全，也没有核污染。这种点火装置于2009年花费35亿美元建成。点火方式的变化，说明“人造太阳”是边探索边实践的过程。

国际核聚变反应堆项目最初的参与国名单中，美国是位列其中的。可是后来美国政府发现该项目进程缓慢，似乎看不到成功的希望，于是就退出了。退出之后，该项目苦苦坚持，居然一步一个脚印，看到了成功的曙光，于是美国赶紧又回来，重新加入到该项目中。现在国际核聚变反应堆项目定址于法国，正热火朝天地建设着。参与该项目建设的国家和组织包括欧盟、日本、韩国、俄罗斯、美国、中国、印度等，覆盖了世界人口的一半。看来，“人造太阳”进万家的梦想就要实现了。

（编辑 孙世奇）endprint