比"本尊”亮8倍 人造月亮后年升空
中国科研单位计划2020年发射卫星，在空中打造一颗“人造月亮”，亮度将是月球的8倍。
（中国•北京12日讯）如果夜晚不再是黑色，而是拥有黄昏的亮度，将是一幅怎样的情景？
中国科研单位计划2020年发射卫星，在空中打造一颗“人造月亮”，亮度将是月球的8倍。
成都航太科工微电子系统研究院有限公司董事长武春风说，相较于20多年前俄罗斯的尝试，如今“人造月亮”技术已经成熟。这颗“人造月亮”将于2020年从四川西昌卫星发射中心升空，照亮夜空。
街道无需再装路灯
有了“人造月亮”，街道不需要安装路灯，它可以控制照明范围，照明直径未来可以控制在10到70或80公里，指定的照明精度范围可以控制在几十公尺内。
他说，以发射3颗卫星为例，最佳照度可达8倍满月亮度，照射范围可达50平方公里。
哈尔滨工业大学航太学院光学所所长康为民教授认为，“人造月亮”相当于黄昏的亮度，不足以颠倒生物作息。
“人造月亮”最早的构想源于法国艺术家。他的构想是：在地球上空挂一圈镜子做成的项链，让它们一年四季把阳光反射到巴黎的大街小巷。
俄90年代曾试验“人造月亮”
实际开始尝试的是俄罗斯，在90年代实施这个代号为“旗帜”的计划，试图以特製的镜子从太空反射阳光照耀地面，是“人造月亮”的最早尝试。
1993年，俄罗斯与和平号太空站进行代号“旗帜2号”的“人造月亮”实验，实验成功。“旗帜2号”的阳光反射镜装在一个镜包中，这个“人造月亮”直径20公尺，光束在地面直径达4公里。当它运行到西欧上空时，恰好是后半夜，它向地面射去第一缕“阳光”。可惜当时云层太厚，人们未能详细察觉到这一不同寻常现象。
1999年2月，俄罗斯“进步M-40货运飞船”携带一面反射镜进入太空，进行代号“旗帜2.5”的试验。这个直径25公尺的“人造月亮”重量不到4公斤。它经过的国家如俄罗斯、法国、捷克和加拿大，都陆续出现一束自太空投下的阳光。
光束的直径在地面5至7公里。亮度约月球的10倍，足以让人读书阅报。
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中国“人造太阳”首次实现1亿度运行近10秒
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图片来源：视觉中国 |
记者 | 席菁华
中国“人造太阳”又获得了新突破。
4月2日，据央视新闻报道，近日，中国大科学装置“东方超环”等离子体中心电力温度，首次实现1亿摄氏度运行近10秒。
“东方超环”是全超导托卡马克核聚变试验装置，被称为“人造太阳”。该装置由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所自主研制，是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是中国第四代核聚变实验装置。
人类开发核能的途径主要有两条——重元素的裂变和轻元素的聚变。利用核裂变原理，人类已建造了几百个核电站，对于核聚变的利用却落后很多。
“人造太阳”的科学目标是，让海水中大量存在的氘和氚在高温高密度条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的清洁能源。这被视为进入第四次工业革命的最强大的基石之一。
科学家测算，一升海水含有0.03克氘，产生的聚变能源相当于300升汽油。海水中共有超过45万亿吨氘，释放的能量够人类使用上亿年。
更重要的是，核聚变反应的产物是氦元素和中子，不产生任何有害物质，堪称完全清洁的能源。
但“人造太阳”至少满足“极高的温度”与“充分的约束”两个苛刻条件，才能实现核聚变反应永续进行，并为人所用。
中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆曾公开表示，氘核与氚核间发生聚变反应时，温度须达到5000万摄氏度以上。此外，将高温等离子体维持相对足够长的时间，才能充分发生聚变反应，释放出足够多的能量。
2017年7月，“东方超环”在世界上首次实现5000万度等离子体持续放电101.2秒的高约束运行，实现了从60秒到百秒量级的跨越，创造了核聚变的世界纪录。
2018年11月，“东方超环”首次实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦。在电子回旋与低杂波协同加热下，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，获得的实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件。
与2018年首次实现1亿度温度相比，此次“东方超环”将1亿度维持了近10秒钟，再获重大突破。
除“东方超环”外，由中核集团核工业西南物理研究院承建的新一代可控核聚变研究装置“中国环流器二号M”也在建设中。该装置预计今年投入运行。
这一装置采用了更先进的结构与控制方式，等离子体温度有望超过2亿摄氏度。
国际上也在建造一个规模更大的“人造太阳”。这一名为“国际热核聚变试验堆（ITER）计划”的项目，总投资约150亿欧元，是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。
1988年，ITER计划由美国、苏联、欧洲共同体和日本等国在内的七方共同启动，目标是在法国共同建造一个超导托卡马克型聚变试验堆，总共分为建造、运行、去活化、退役四个阶段。
2003年，中国加入ITER计划。2008年，中国全面开展ITER计划工作，承担了其中约10%的研发制造任务。
2016年4月，中国承担生产和设计的首个超大部件——脉冲高压变电站首台主变压器，运往ITER设施的建造地法国。
当年12月，由中核集团西南物理研究院自主研发制造的国际热核聚变核心部件——超热负荷第一壁原型件，在国际上率先通过权威机构认证。
2018年1月，中国首个通过公开招标中标ITER计划项目的核压力设备完成制造，四台不锈钢蒸汽冷凝罐（VST）运往法国。
根据ITER计划的部署，2007-2025年为建造阶段；2026-2037年为运行阶段；2037-2042年为去活化阶段，预计2050年左右实现核聚变能商业应用。
责任编辑：祝加贝
超级月亮 寂照城市
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| （图：法新社） |
2020年最大最明亮的超级月亮周二晚高挂夜空。2019冠状病毒病疫情夺走全球数万人性命，而皎洁月光照亮了因疫情而陷入寂静的城市、停摆的工厂以及封锁的各个国家。
除了是满月之外，这一晚也是月球在一年当中，最靠近地球的时候。这时候，月球将比我们平时看到的大17%，亮度也比平常高30%。因此，人们不需使用特别仪器，单凭肉眼就能清楚地看到月球表面上的坑洞及阴影。
据伦敦格林威治的皇家天文台说法，若月亮在满月时，绕行至距离地球最近位置10%的范围内，就足以成为超级月亮。4月的满月将是今年与地球距离最近的超级月亮，也被称为“粉红月亮”，取自这个月田野间绽放的粉红花朵。
尽管全球都正忙于抗疫，不少国家都实施封城令，也有民众在家中赏月，并期望月圆之后，疫情可尽快结束。
据统计，一年大约只有一至两次可看到超级月亮的机会。倘若大家错过了周二晚的超级月亮，有天文学者指出5月7日还有一次机会。
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（图：法新社） |
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（图：法新社） |
中国“人造太阳”再创纪录
实现1.2亿摄氏度101秒等离子体运行
中国“人造太阳”——EAST全超导托卡马克装置（东方超环）（简称EAST）物理实验，周五实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，将去年EAST装置物理实验实现的1亿摄氏度20秒提高了5倍，再次创造世界纪录。
EAST是由中国国家发改委批准立项的“九五”国家重大科技基础设施。去年6月，中科院合肥物质科学研究院等离子体所启动EAST的升级改造工作，历时一年的升级改造全面提升了该装置性能。
核聚变能具有资源丰富、无碳排放和清洁安全等突出优点，是人类未来理想的清洁能源之一，可为实现碳中和作出重要贡献。
据悉，上亿摄氏度高温等离子体条件下连续稳态运行是未来聚变发电的必要条件。目前，EAST是国际上唯一能在百秒量级条件上全面演示和验证国际热核聚变实验堆ITER未来400秒科学研究的实验装置。（中新社照片）
“人造太阳”离我们有多远？
据估算，太阳每秒钟释放的能量，可供全人类使用约70万年。模拟太阳来产生无尽的清洁能源，也因此成为人类的“终极能源梦想”。实现“人造太阳”之梦为什么难？当前全球以及我国的研发“进度条”走到了哪一步？
自然界中，核聚变并不是“陌生”的现象。太阳犹如一个巨大的热核聚变反应装置，每时每刻都在进行着聚变反应——氢原子核持续碰撞聚变为氦核并释放出巨大能量，向地球输送能源。
然而，地球并没有太阳那样能够维持核聚变的高温高压环境。造“太阳”的首要难题是创造出聚变所需的严苛环境。理论上，氘氚等离子体需加热至超1亿摄氏度，约为太阳核心温度的6至7倍，才能克服原子核间的库伦排斥力，使其发生持续聚变。
可控核聚变将等离子体物理、核工程、材料科学等领域的难题集于一身，是迄今人类构想的最复杂能源系统之一。
如今，全球聚变能研发已进入多路径并行、快速迭代的新阶段。主流技术路线可分为磁约束和惯性约束两大类，其中磁约束通过强磁场将高温等离子体稳定约束在真空容器内，实现长时间持续反应，托卡马克和仿星器是其主要装置类型；惯性约束则利用高能激光或粒子束在极短时间内压缩并加热燃料靶丸，使其达到聚变条件。
当前，世界上几个大型托卡马克实验装置已可短暂实现聚变反应所需的严苛条件，但如何进一步提高聚变功率增益、改善等离子体的约束性能和稳定性，维持长时间燃烧并获得净能量输出，仍面临巨大科学和工程考验。
国际热核聚变实验堆（ITER）是目前全球规模最大的聚变科研工程，承载着人类和平利用聚变能的美好愿望，由多国合作建设，项目2020年启动组装，成功后将证明磁约束聚变科学与工程技术的可行性，为2040至2050年示范电站奠定基础。
日前，世界聚变能源集团第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会在中国举行。在这次大会上，国际原子能机构聚变能研究与培训协作中心落地成都，标志着中国在聚变能源领域的国际地位与影响力实现显著跃升。
中国是世界上少数几个有完整核工业体系的国家之一，在可控核聚变领域已形成以国家重大科技基础设施为引领、产学研协同的创新体系。例如，2025年，“中国环流三号”首次实现原子核和电子温度均突破1亿摄氏度，标志着中国可控核聚变技术取得重大进展；全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）在安徽合肥创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”；紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机首个关键部件——杜瓦底座成功落位安装，标志着项目主体工程建设步入新阶段……中核集团科技带头人黄梅介绍，中核集团目前正在按照“实验堆—示范堆—商业堆”开展聚变堆的研发。预计在2027年左右开展燃烧等离子体实验，在相关技术成熟之后开始先导堆的建设，在这一阶段演示聚变能输出之后，再开始商业堆建设。
未来，一旦人类成功点燃可控聚变的“火炬”，其影响将远超技术突破本身，带来全局性、系统性的深刻变革。作为理论上取之不尽、用之不竭的终极清洁能源，聚变能将从根本上破解人类对化石燃料的依赖；同时还将带动超导材料、人工智能控制等前沿领域集群发展。
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