可控核聚變一直被認為是解決能源問題的主要選擇。1公斤核聚變原料產生的電能等同於1.1萬噸煤產生的電能，而核聚變反應所需的氚和氘在自然界中廣泛存在，核聚變反應堆比目前核電站的核裂變反應堆產生的核廢料更少，放射性也會在短期內消失。因此，可控核聚變也一直是人類研究的重點。近日，科學家在這一研究上又邁出重要一步。
12月10日，德國馬克斯•普朗克研究所下屬的等離子體物理研究所宣布，用於研究核聚變反應的世界最大仿星器「螺旋石7－X」當天開始運行，並首次製造出氦等離子體。
成功的開始
位于格賴夫斯瓦爾德的馬克斯•普朗克等離子體物理研究所10日宣布其在「螺旋石7－X」裝置上，實現首次氦等離子體放電。在超過一年的技術準備和實驗後，實驗運行已經按照計劃實施。「螺旋石7－X」是世界上最大的仿星器聚變裝置，用來研究仿星器裝置應用於聚變電站的適用性和可行性。
當日，研究人員啟動磁場，以及計算機運行的實驗控制系統。然後，向排空後的等離子體室中注入大約一毫克氦氣，並打開1.3兆瓦脈衝的微波加熱，——隨後，工作人員在觀察和測量裝置中看到了第一束等離子體。
首次等離子體放電持續了十分之一秒，溫度達到了1000,000攝氏度。第一天的實驗結束後，「我們非常滿意，」Hans-Stephan Bosch博士說，他所在的部門負責「螺旋石7－X」的運行，「一切都按計劃進行。」下一個任務是延長等離子體放電的時間，並研究使用微波產生和加熱氦等離子體的最好方法。
「我們從惰性氣體氦氣開始製造等離子體，明年我們才會換成真正的研究對象——氫等離子體，」項目主管Thomas Klinger教授說，「因為將氦氣變成等離子體更為容易，我們還能用氦等離子體清潔容器表面。」
「螺旋石7－X」項目由馬克斯•普朗克等離子體物理研究所承建，位於德國東北部城市格賴夫斯瓦爾德。該項目在20世紀末期就開始籌劃，組裝階段於2005年4月開始。該項目成本約為10億歐元，在9年的建設工作和超過1000,000個小時的部件裝配工作後，「螺旋石7－X」的主要部件已在2014年4月裝配完成。德國聯邦政府承擔大約七成費用，此外還獲得歐洲多家科研機構和企業的支持。
擴展閱讀：仿星器與托卡馬克
可控核聚變的原理是模擬發生在太陽上的核聚變，將等離子態的氫同位素氘和氚約束起來，並加熱至1億攝氏度左右發生聚變，以獲得持續不斷的能量。
等離子體約束技術是可控核聚變的一個核心課題，仿星器藉助外導體的電流等產生的磁場約束等離子體，優點是能夠連續穩定運行，是目前較有希望的可控核聚變裝置類型之一。
除了仿星器外，目前還有另一種利用磁場進行等離子體約束的裝置——托卡馬克。事實上，在磁約束聚變研究中，托卡馬克更受喜愛：目前世界各地有超過三十六台托卡馬克正在運作，而史上一共曾建造過200多台。因為他們容易建造，而且在過去作為核反應堆比仿星器性能更好。
仿星器曾被稱為核聚變反應堆中的「黑馬」——它以難以建造而「臭名昭著」。和托卡馬克相比，仿星器複雜得簡直像個人類難以理解的天外來物。顧名思義，仿星器就是對恆星的模仿，實際上是一種核聚變反應研究設備。
按照設計，仿星器通過模仿恆星內部持續不斷的核聚變反應，將等離子態的氫同位素氚和氘約束起來，並加熱至1億攝氏度的高溫，發生核聚變以獲得持續不斷的能量。馬克斯•普朗克研究所同時擁有這兩種不同類型的核聚變研究裝置。與目前常用的以環形封閉磁場約束等離子體、實現可控核聚變的「托克馬克」方式相比，「螺旋石7－X」不但安全性更高，其最大特點是一次運行可以連續約束超高溫等離子體長達30分鐘，而「托克馬克」方式的這一約束時間最高紀錄僅為6分30秒。
實現對超高溫等離子體的長時間約束意味著控制核聚變的進程，也就是說可以控制核聚變的開始和停止，並隨時對反應速度進行調控。因此「螺旋石7－X」等仿星器設計方案被認為是未來核電站反應堆的發展方向。
