对于太阳，人类是敬畏的，因为太阳无时无刻，都在抛洒海量的粒子流，这些粒子流只有非常少的部分会被投射到地球上。于是人类开始思考，既然太阳在核聚变过程中可以释放巨大的能量，人类是不是也可以模仿制造出一个人造太阳？
人造太阳和太阳一样，原理就是轻原子核转变成重原子核的过程，参与这个过程的原子核越轻越好，最轻的原子核就是氢。例如一个氘原子和一个氚原子发生聚变反应生成一个氦原子和一个中子并释放17.6兆电子伏的能量。在自然环境下，核聚变是很难发生的，因为氢原子内部不仅有原子核，还有电子。而核聚变是不需要电子的，所以就必须用某种办法，拆分氢原子中的原子核和电子。氢原子核带的是正电，两个带有正电的原子核会产生斥力，这个斥力称为库伦力。要实现核聚变，必须拆分原子核和电子，以及克服原子核之间的库伦力，而解决的条件就是高温高压和高密度。
从粒子的微观角度来说，温度就是粒子运动的剧烈程度，粒子运动越快，它所携带的动能就越容易摆脱共价键的束缚，也越容易克服原子核之间的斥力。高温高压高密度的条件，就是将大量粒子束缚在一个有限的环境当中，先让粒子变成等离子体，然后再让原子核进行碰撞。但制造这样一个环境就成了最大的问题，因为目前为止还没有任何一种材料，可以长时间承载上亿摄氏度的高温。
科学家提出的解决方案有两种，一种是惯性约束聚变，一种是磁约束核聚变，这两种解决方案都可以称为人造太阳。磁约束核聚变就是托卡马克装置，托卡马克装置的核心是环状的磁线圈以及环形的真空室。由于等离子体是带电的，所以给线圈通电会产生一个强磁场，这个强磁场产生的洛伦兹力就可以将等离子体约束在内部的环形真空室中。由于等离子体的温度可以超过5000万摄氏度，如果没有洛伦磁力的约束，托卡马克装置会被瞬间融化，所以洛伦磁力非常的重要，它是人造太阳能够实现的前提。就现阶段而言，磁约束最大的问题是等离子体的约束不稳定，由于粒子的密度温度以及内部空间的不均匀性，导致了托卡马克装置无法长期进行运转。
目前，中国在人造太阳的研究中处于世界领先地位，11月12日，中国科学院合肥物质科学研究院了解到，EAST已经能将托卡马克加热到10兆瓦功率，等离子的储存能量可以达到30万焦耳，在低杂波协和电子回旋作用之下，托卡马克内部的等离子体温度能够达到一亿度，距离商业化又更近了一步。
估计到2100年，人类就可以高效利用核聚变，未来的能源将是更轻便、无污染、能量大，这可以满足航天器几百年的能源动力，我们生活用电的核裂变核电站也将被核聚变核电站取代，未来的电价将会更低，造福全球每一个人。人造太阳的实现指日可待。
文/种植恒星
