“人造太阳”点亮青少年未来能源梦 “科创燃梦”科普直播课走进合肥科学岛

人民教育在线专题电 9月24日，为落实教育部、中国科学技术协会等七部门联合印发《关于加强中小学科技教育的意见》，由中国科技发展基金会与中国平安联合主办、科技日报社媒体支持的“科创燃梦—青少年科技素养实训计划”，第二场公益科普直播课在中国科学院合肥物质科学研究院正式开播。本次课程以《点亮“人造太阳”——探索核聚变能源的奥秘》为主题，特邀中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副所长、研究员秦经刚担任“大师面对面”互动嘉宾，所科普负责人蔡其敏担任主讲，与现场远道而来的新疆和田皮山县的青少年学子同上一堂核聚变能科普课。课程通过直播与全国青少年及家长见面，受到了广大网友的喜爱，全网观看量超543万次。

“65%的电都来自火电”，理解人类的能源困局

课堂伊始，蔡其敏老师没有直接抛出“核聚变”三个字，而是从一张常见的能源结构图讲起，目前我国65%的电力仍然来自火力发电，化石能源依然是当之无愧的“主力”，但这条路径并不长久。“化石能源终究是有限的、不可再生的。”他把话锋转向孩子们熟悉的水——地球上大部分是氕，而真正能用于聚变的氘，在海水里却“取之不尽”。他举例说，1克氘质量亏损所对应的能量，相当于数万吨煤炭完全燃烧——这正是核聚变被称为“终极能源”的原因。

（蔡其敏老师讲述能源结构与核聚变原理）

走近“物质第四态”，听懂 EAST 的科学原理感受科学家精神

蔡其敏老师用孩子们熟悉的“拨花生”做类比——固态、液态、气态三种物质形态，都是原子核与电子紧紧“抱”在一起的状态；如果把电子像剥花生壳一样剥离开，让原子核“裸露”出来，就形成了物质的第四态——等离子体。极光、灯管里的发光气体、火焰周围的空气，这些看似毫不相关的现象，背后其实都是等离子体。“我们做核聚变，就是要把燃料加热到上亿摄氏度，让它们变成等离子体，再让它们撞到一起。”当大屏上出现“东方超环”EAST装置的实景画面时，现场同学们忍不住发出惊叹。而且，EAST 已经在合肥科学岛运行了 20 年，多次创下世界纪录，是中国聚变研究最重要的实验平台之一。而这一成绩的背后，是等离子体物理研究所所有科研人员为其奋斗半个世纪的努力与汗水。今年6月27日，研究所刚刚验收了目前全世界最大的一个环向场超导磁体——它不仅“始终最大”，而且“全国产”——技术是中国的，材料是中国的，加工也是中国自己的。

（蔡其敏老师讲解等离子体与托卡马克装置原理）

“大师面对面”，从 EAST 到 BEST，再看 CFETR

等离子体物理研究所副所长、研究员秦经刚老师在“大师面对面”环节从一线科研人员的视角，把同学们的好奇心带向更远的未来。他先为大家厘清了 EAST、BEST 与 ITER 三者的区别：EAST 是世界上第一个全超导托卡马克实验装置，于2006年建成；BEST 是中国下一代“人造太阳”紧凑型实验装置，力争2027年底建成、2030 年左右实现真正的聚变燃烧并发出“第一度电”；而 ITER 是由中、美、欧、日、韩、俄、印七方共建的国际热核聚变实验堆，今年恰逢中国加入 ITER 20 周年，目前中国贡献的人力和占机比例仅次于欧盟。“正是因为有了这 20 年的深度参与，中国才有能力把 BEST 建得这么快，才有底气去规划下一步。”秦经刚老师向同学们描述了更具想象力的下一站——CFEDR（中国聚变工程示范堆）。“我们希望有一天，核聚变发出的电，能够点亮千家万户的灯、温暖每一个家庭的冬日。”面对同学们“未来能不能让人工智能来设计核聚变装置”的提问，秦经刚老师坦诚作答：人工智能在前期数据积累、效率提升上大有可为，但核心的关键问题，仍要靠科学家自己的智慧与想象力；“这是高新技术相互结合的时代，会走得更快、走得更远、走得更好”。

（“大师面对面”环节新疆和田学子与秦经刚副所长深度交流）

直播课中，孩子们不仅读懂了核聚变为什么被称为“人类未来的终极能源”、如何在地球上“造一个太阳”，更在与科学家的对话中，看见了中国核聚变研究从“追赶”到“并跑”再到“领跑”的真实脚印，感受到一代代中国科技工作者“一辈子只做一件事”的执着与浪漫。作为“科创燃梦—青少年科技素养实训计划”的重要科普实践，将会把更多前沿科技带进青少年的视野，让优质科教资源跨越山海、惠及更多青少年。大家可登录中国科技网、中国平安微博观看精彩课程回放。