【菜科解读】

当人类在1952年引爆第一颗氢弹时，其释放的能量相当于910万枚广岛原子弹同时爆炸，却在0.0000006秒内完成能量释放。

而太阳每秒消耗400万吨氢燃料，却能以稳定的光热照耀地球46亿年。

这种看似矛盾的现象背后，隐藏着核聚变反应中温度、压力、弱力与引力相互作用的精妙平衡。

氢弹——瞬间释放的能量狂潮

1961年10月30日，苏联在新地岛引爆的“沙皇氢弹”是人类历史上威力最大的核武器。

这枚重达27吨的巨型炸弹在距地面4公里处引爆，瞬间产生60公里高的蘑菇云，释放出5000万吨TNT当量的能量，相当于第二次世界大战所有炸弹总量的10倍。

其核心反应机制揭示了氢弹的暴力美学：

链式裂变引爆：原子弹核心通过铀-235裂变产生1亿摄氏度高温，为后续聚变创造条件。

氘氚聚变爆发：高温使氘化锂-6分解为氘和氚，在3.5亿摄氏度极端条件下，每立方厘米物质包含10^26个自由粒子，远超太阳核心密度。

中子增殖循环：聚变产生的中子轰击铀-238外壳，引发二次裂变，使爆炸能量呈指数级增长。

整个过程在0.0000006秒内完成，能量释放速率达每秒1024焦耳，是太阳能量输出速率的1018倍。

这种瞬时失控的能量释放，源于人类对核聚变条件的极端操控——通过原子弹爆炸瞬间创造远超恒星核心的物理环境。

太阳——弱力调控的永恒之火

太阳核心的核聚变通过质子-质子链反应进行，其稳定性依赖于四个关键因素：

弱力慢速转化：两个质子通过弱相互作用转化为中子的过程需要10亿年才能完成一次，这种极低反应速率防止了能量爆发。

引力-热压平衡：太阳质量产生的引力压缩核心至1500万摄氏度、2500亿个大气压，而聚变产生的热压力则形成反向膨胀力。

当核心温度升高时，热膨胀降低反应速率；

温度降低时，引力收缩提高反应速率，形成自动调节机制。

量子隧穿效应：尽管质子间库仑势垒高达100万电子伏特，但在1500万摄氏度下，仍有约每秒10^38个质子对通过量子隧穿发生聚变，维持稳定能量输出。

燃料分层消耗：太阳核心氢燃料仅占总质量10%，按当前消耗速率（每秒6亿吨氢转化为5.96亿吨氦），剩余燃料可支撑50亿年持续燃烧。

这种精妙的平衡使太阳每秒释放3.8×10^26焦耳能量，其中仅22亿分之一到达地球，却足以维持地球生态系统的运转。

可控核聚变——人类对平衡的终极追求

中国“人造太阳”EAST装置在2021年实现了1.2亿摄氏度101秒等离子体运行，其控制技术揭示了太阳稳定燃烧的微观机制：

磁场约束艺术：通过10万高斯强磁场将1亿摄氏度等离子体约束在直径3米的环形真空室中，防止其与器壁接触导致能量损失。

偏滤器热管理：采用钨铜合金偏滤器，每秒处理10^22个高能粒子，将聚变产生的10兆瓦热功率导出并转化为电能。

氚自持循环：通过锂包层吸收中子产生氚，实现燃料自给，模拟太阳内部氘氚再生机制。

尽管当前装置的Q值（能量增益因子）仅达0.67，但ITER国际热核实验堆计划在2035年实现Q=10的目标，即输入1份能量产生10份聚变能，这标志着人类正逐步掌握太阳般的稳定核聚变技术。

网友热议：科学边界的哲学思考

@量子观测者：“氢弹是核聚变的暴烈美学，太阳是宇宙级的慢动作艺术，而可控核聚变则是人类写给未来的情书。

”

@天体物理菜鸟：“突然理解为什么古人崇拜太阳神——他们用最原始的直觉感知到了这种超越理解的能量平衡。

”

@核能工程师：“EAST装置里每秒发生的聚变次数，比太阳核心少20个数量级，但正是这种微小进步，让人类看到了清洁能源的曙光。

”

@科幻作家：“如果未来人类能建造戴森球，或许会模仿太阳的弱力调控机制，在恒星外围构建能量收集网络。

”

@历史爱好者：“从广岛原子弹到ITER项目，人类用78年走完了从核裂变到核聚变可控的征程，这速度比太阳燃烧46亿年快多了。

”

在氢弹的毁灭性爆发与太阳的永恒燃烧之间，人类正通过可控核聚变技术寻找第三条道路。

比太阳亮一万亿倍，位于怀柔的“超级显微镜”建成试运行

在随后的新闻发布会上，中国科学院高能物理研究所高能同步辐射光源工程总指挥潘卫民对入选的“高能同步辐射光源（HEPS）建成试运行”成果进行解读。

2026中关村论坛年会重大成果发布专场活动解读新闻发布会。

新京报记者 张璐 摄 HEPS不仅是亚洲首个第四代同步辐射光源，也是中国首个高能量的同步辐射光源，是目前全球设计亮度最高的同步辐射光源。

这座位于怀柔科学城的“超级显微镜”以“加速电子生产光”为核心原理，能提供高品质的X射线，深层次探索微观世界，2019年正式动工建设，2025年10月通过工艺验收。

“目前，HEPS储存环束流发射度降至56.8皮米・弧度，可发出比太阳亮1万亿倍的X射线，综合性能达到国际同类装置领先水平。

”潘卫民说。

2025年12月3日，HEPS开始了用户实验，截至2026年2月中旬，已为91个单位完成了200余项课题实验，提供近5000小时用户机时，包括清华、北大等国内多所高校和国内外多家研究机构以及比亚迪、宁德时代等领军企业。

其中航空叶片缺陷检测、3D打印材料动态结构捕捉、高铁轮毂应力检测、液态和固态电池原位工况检测、脑器官神经连接图谱、半导体纳米结构成像等多个方向的实验，均取得重要成果，充分验证了HEPS作为第四代同步辐射光源的卓越性能。

3月20日，HEPS 面向全球用户启动了首轮用户课题征集，这是非常重要的里程碑。

“未来，我们将持续优化机器性能，完善用户服务体系，与各领域用户协同创新，并推动跨领域、跨国界协作联动，成为面向全国和世界的重要创新平台。

”他说。

编辑 张磊 校对 卢茜

中关村论坛开幕，2025年度“中国科学十大进展”发布

此次入选进展分别是：嫦娥六号样品首次揭示月背演化历史和巨型撞击效应、创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜、可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行、发现神经酰胺受体和菌源调控物及其在心血管与代谢性疾病中的作用、基因编辑猪肝植入人体突破跨物种器官移植壁垒、炎性衰老机制解析与多维靶向干预、深渊海沟最深处发现繁盛的化能合成生物群落、全功能二维半导体/硅基混合架构异质集成闪存芯片、实现基于熔盐堆的钍铀核燃料转换、界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池。

嫦娥六号样品首次揭示月背演化历史和巨型撞击效应 主办方供图 创新方法实现规模化制备柔性超平金刚石薄膜 主办方供图 可控核聚变大科学装置实现“亿度”运行 主办方供图 发现神经酰胺受体和菌源调控物及其在心血管与代谢性疾病中的作用 主办方供图 基因编辑猪肝植入人体突破跨物种器官移植壁垒 主办方供图 炎性衰老机制解析与多维靶向干预 主办方供图 深渊海沟最深处发现繁盛的化能合成生物群落 主办方供图 全功能二维半导体/硅基混合架构异质集成闪存芯片 主办方供图 实现基于熔盐堆的钍铀核燃料转换 主办方供图 界面调控新方法创制面向空天应用的高性能柔性叠层太阳能电池 主办方供图 自然科学基金委主任窦贤康介绍称，“中国科学十大进展”遴选活动自2005年启动以来已举办21届，旨在宣传我国基础研究取得的重要进展，激励广大科研人员勇攀科学高峰、产出更多原创性成果，促进公众对基础研究的了解、关心和支持。

2025年度遴选活动由150余位相关学科领域专家学者从600多项基础研究进展中遴选出30项候选进展，经包括480余位两院院士在内的3000余位专家学者进行网络实名投票，遴选出10项进展，经自然科学基金委咨询委员会审议，最终确定入选名单。

红星新闻记者 杨佩雯 北京报道