所谓的人造太阳就是在地球上打造一个“迷你太阳”。通过模拟太阳核心的极端高温高压环境实现核聚变反应，咱们研究它是为了获取像太阳那样源源不断、清洁安全的能源，解决人类未来的能源危机。
但目前的人造太阳都有一个共同的缺点，不能长时间稳定地运行。那么韩国的KSTAR，欧洲的JET，中国的EAST最长运行时间分别是多少呢？
人造太阳内部的等离子体示意图
48秒，韩国的聚变耐力赛韩国的KSTAR（韩国超导托卡马克先进研究）这项目启动那会儿，也是命运多舛。
1995年启动，结果碰上亚洲金融风暴，韩国经济一落千丈，项目进度也跟着慢了下来。
直到2007年9月14日才完成了主体建设。
2008年6月，KSTAR首次产生了等离子体。
KSTAR是世界上头一批采用全超导磁体的托卡马克装置。
超导磁体能产生强大的磁场，把上亿度高温的等离子体牢牢地约束住，让它悬浮在空中，防止机器烧穿。
KSTAR的外观
KSTAR的目标是研究长时间、高温等离子体的约束技术，给国际热核聚变实验堆（ITER）项目当个探路先锋，积累经验。
这些年来KSTAR也是不断刷新着自己的记录。
2016年，KSTAR首次实现了在5000万℃下维持70秒。
2023年KSTAR做了一次大升级，把原来的碳基分流器换成了钨材料。
这钨材料的独特之处在于，熔点高、耐高温，而且还能减少燃料的吸收，有助于提升等离子体的稳定性。
钨
但钨的缺点也挺突出。
钨比较脆，容易破裂，就像玻璃一样，一碰就碎。
而且钨的原子序数比较高，如果跑进等离子体里面，容易导致能量损失，影响等离子体的维持。
除了硬件升级，还有磁场优化。
他们跟美国普林斯顿等离子体物理实验室联手，解决了磁线圈的细微缺陷，成功地把“高约束模式”（H-mode）延长到了102秒。
2024年4月，KSTAR又有了新进展，宣布在1亿℃下维持了48秒。
KSTAR 托卡马克真空容器内的工人
太阳核心的温度也才1500万℃左右，KSTAR的这个温度，已经是太阳核心的六倍多了。
KSTAR的目标是在2026年突破300秒。
时间越长，对等离子体的控制就越难，挑战也就越大。
想要长时间维持高温等离子体，需要非常精准地控制等离子体的形状、密度、温度等等参数。
任何一个参数出了问题，都可能导致等离子体不稳定，甚至直接爆炸——放电。
参考信息：
1、维基百科.《KSTAR》
2、韩国核融合能源研究院官网.《KSTAR已准备好长时间升温》
KSTAR 反应堆的新型钨部件呈 U 形，与之前的直线形碳部件不同
5.2秒，欧洲JET短暂的能量爆发欧洲的老牌太阳JET坐落在英国卡拉姆，由Culham Centre for Fusion Energy运营，已有40多年历史。
2023年12月18日，完成第105929次脉冲后就光荣退役了。
JET最初的设计目标，是为了研究在接近商业聚变电站的条件下，聚变反应会是什么样的。
JET在1983年建成，同年6月25日产生第一个等离子体，一直是全球核聚变研究的扛把子，长期主导托卡马克技术标准。
它是目前唯一一个可以用氘-氚燃料混合物的实验装置。
欧洲JET
这个混合物，就是未来商业聚变电站的“指定燃料”。
为啥这么说呢？
因为只有氘-氚混合物，才能在相对较低的温度下，实现高效的聚变反应。
这些年来，JET的成就也是有目共睹。
1991年，它第一次尝试加入了少量的氚。
1997年，在一个完全使用氘-氚燃料的实验里，JET创造了16.1兆瓦的世界聚变功率纪录。
JET 等离子体脉冲的三个阶段产生了 69 兆焦耳的聚变能量
2009-2010年，JET安装了一种新的铍/钨材料，来做等离子体的“外墙”，相当于给ITER提前测试了一下材料。
2021年，JET在一个氘-氚实验里，将氢同位素气体加热到1.5亿摄氏度并稳定维持了5秒，期间产生了59兆焦耳的能量。
而就在2023年底，在它最后的实验里，JET再次刷新纪录，产生了69.26兆焦耳的能量，维持了5.2秒。
这些数字可能有点抽象，咱们换个说法。
ITER 托卡马克反应堆坑内一瞥
JET最后一次实验释放的能量，相当于烧掉两公斤煤产生的能量，而它仅仅用了0.2毫克的燃料。
这个成绩，是美国国家点火装置（NIF）2023年10月实验能量释放的20倍。
但JET也有自己的局限性。
比如它的能量增益因子（Q值）大约是0.33，也就是说，你输入1份能量，它只能输出0.33份能量。
要实现真正的商业化聚变，Q值必须大于1，甚至更高。
JET的另一个局限是它的脉冲持续时间。
1977 年的 JET 项目团队
JET的目标是为ITER铺路，而ITER的目标是实现更长时间的高功率运行，为未来的商业聚变电站DEMO做准备。
2023年12月，JET完成了它的最后一次等离子体实验，正式退役。
JET的退役，并不意味着它的价值就此终结。
相反，它将进入一个新的阶段——拆除和再利用（JDR）计划，这个计划预计会持续到2040年左右。
ITER预计在2034年产生第一个等离子体，2036年达到全磁力，而氘-氚运行预计要到2039年才能开始。
参考信息：
1、英国卡勒姆核聚变能源中心.《JET是世界上最大、最先进的托卡马克》
2、国际热核聚变实验堆（ITER）项目官网.《ITER（拉丁语“道路”）是当今世界上最雄心勃勃的能源项目之一》
2023 年 12 月最后一次等离子体实验当天的JET控制室
1066秒，中国EAST的千秒级突破1998年，东方超环（EAST）这个项目得到了国家的大力支持，正式立项。
2003年开始动工建设，2006年9月26日，迎来了首次成功放电，持续了近三秒。
这台主半径为1.85米，次半径为0.45米的钢铁巨兽，集成了超高温（亿摄氏度的等离子体）、超低温（零下269度的超导线圈）、超高真空（大气压的千亿分之一）、超强磁场（地磁场的近7万倍）、超大电流（普通插线盒的千倍以上）这五大极限工况。
东方超环70%的关键设备和仪器，都是由咱们中国科学家和工程技术人员自主设计的，整个装置的国产化率超过了95%。
东方超环（EAST）
正在建设中的“夸父”装置预计将实现100%的国产化率。
这些年来，东方超环也是不负众望，一次又一次地刷新着世界纪录。
2016年首次突破了5000万℃维持102秒的难关。
同年11月，东方超环获得了超过60秒的完全非感应电流驱动（稳态）高约束模等离子体，成为世界首个实现稳态高约束模运行持续时间达到分钟量级的托卡马克核聚变实验装置。
2021年5月，成功实现了可重复的1.2亿℃101秒和1.6亿℃20秒等离子体运行。
研究人员在EAST控制中心工作
2021年12月，实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是个历史性的突破。
2023年4月，在经历了十二万多次实验后，成功实现了稳态高约束模式等离子体运行403秒，刷新了2017年自己创造的101秒世界纪录。
而就在今年的1月20号，EAST再次震惊了世界——首次实现了1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。
这个千秒量级的突破，意义可非同小可。
它意味着人类第一次在实验装置上模拟出了未来聚变堆运行所需要的条件，对于未来聚变堆的建设和运行，具有极其重要的指导意义。
工作人员对EAST进行升级
因为运行的时间越长，约束等离子体的难度也就越高，而稳定且长时间的运行，正是核聚变实现商业化的关键基础。
东方超环的成就，不仅仅在于它创造的时间纪录，更在于它为咱们中国的聚变工程实验堆（CFETR）铺平了道路。
这CFETR是连接国际热核聚变实验堆（ITER）和未来商业示范堆（DEMO）的关键一环。
目标是在2030年代实现100-200兆瓦的净功率输出，到2040年代将净功率提升到1吉瓦（1000兆瓦）。
参考信息：
1、维基百科.《实验先进超导托卡马克》
2、中国科学院官网.《【人民日报海外版】大科学城里的“逐日”故事》
