聚变反应堆中的真空

　　以太阳为原型

　　由于全球变暖和气候变化不断持续，从替代来源获取清洁能源的需求不断增长。多年 来，科学家一直在尝试以太阳为模板，在地球上制造人工太阳，以产生能源。其中涉 及核聚变反应，即氢原子核聚变形成氦原子核。复制太阳上普遍存在的极端条件是最 大的难点——因为这颗位于我们太阳系中心的恒星，其环境与地球上的完全不同。

　　核聚变原理

　　太阳上发生核聚变时，表面温度可达到约 6,000 摄氏度。而为将 核聚变原理运用在地球上以产生能源，需要复制太阳上的反应。 在此，真空技术起着关键作用，因为太阳被真空包围。被称为核聚变反应堆的大型实验设施用于在地球上再现太阳的环 境。

　　核聚变反应堆是一种技术设施，原子核在其中经由可控的热核反 应发生聚变。核聚变过程的目的是产生电力，因为在原子核聚合 时将释放出巨大的能量。

　　目前，有两种常见反应堆：托卡马克反应堆和仿星器反应堆。这 两种反应堆的工作原理基本相同，不同之处在于产生磁场的线圈 形状和布置方式。在两种反应堆中，氢或氢的同位素被加热至 1.5 亿摄氏度。为了产生所需的热量，等离子体需在真空中自由悬 浮，因为与其他微粒或墙壁接触均会导致热量散逸。因此，通常 要借助超导电磁铁产生场强高达 10 特斯拉的磁场。随后通过电热 或电磁波加热等离子体，若条件适宜，即可触发核聚变。