60多年来，科学家们一直梦想着掌握如太阳般制造能量的技术，获得永不枯竭的清洁廉价能源形式：核聚变。直到今天，这一愿景仍似近实远。但德国马克斯普朗克研究所近日开启的世界最大核聚变研究设备仿星器（Stellarator），有望加速核聚变时代的到来。

所谓仿星器，顾名思义，就是对恒星的模仿，实际上是一种核聚变反应装置。仿星器通过模仿恒星内部持续不断的核聚变反应，将等离子态的氢同位素氚和氘约束起来，并加热至1亿摄氏度的高温，发生核聚变以获得持续不断的能量。

马克斯普朗克研究所下属的等离子体物理研究所10日宣布，用于研究核聚变反应的世界最大仿星器Wendelstein 7-X（W7-X）当天开始运行，并首次制造出氦等离子体。W7-X是世界上最大的仿星器聚变装置，用来研究仿星器装置应用于聚变电站的适用性和可行性。

这座受控核聚变装置由马克斯普朗克等离子体物理研究所承建，位于德国东北部城市格赖夫斯瓦尔德，项目投资达10亿欧元，目前已投入约3.7亿欧元。在经过9年的建造、超过100万个工时的组装之后，这一大型装置的主要组装工作于2014年4月完成。随后，研究人员开始准备工作，对所有技术系统逐一进行测试。

12月10日当天，研究人员向W7-X内部的等离子体容器中注入大约一毫克氦气，并打开微波加热装置，氦等离子体随之产生。虽然W7-X首次制造出的氦等离子体放电仅持续十分之一秒，温度达到了1000,000摄氏度，但研究人员对这一结果依然十分满意，表示一切都在按计划进行。对科学家们而言，下一个任务是延长等离子体的放电时间，并研究使用微波产生和加热氦等离子体的最好方法。

我们从惰性气体氦气开始制造等离子体，明年才会换成真正的研究对象氢等离子体，项目主管托马斯克林格尔（Thomas Klinger）说，因为将氦气变成等离子体更为容易，我们还能用氦等离子体清洁容器表面。

12月10日当天，研究人员向W7-X内部的等离子体容器中注入大约一毫克氦气，并打开微波加热装置，氦等离子体随之产生。虽然W7-X首次制造出的氦等离子体放电仅持续十分之一秒，温度达到了1000,000摄氏度，但研究人员对这一结果依然十分满意，表示一切都在按计划进行。对科学家们而言，下一个任务是延长等离子体的放电时间，并研究使用微波产生和加热氦等离子体的最好方法。

我们从惰性气体氦气开始制造等离子体，明年才会换成真正的研究对象氢等离子体，项目主管托马斯克林格尔（Thomas Klinger）说，因为将氦气变成等离子体更为容易，我们还能用氦等离子体清洁容器表面。

可控核聚变一直被视为人类彻底解决能源危机的终极模式。核聚变反应所需的氚和氘在自然界中广泛存在，1公斤核聚变原料产生的电能等同于1.1万吨煤产生的电能。核聚变反应堆比目前核电站的核裂变反应堆产生的核废料更少，放射性也会在短期内消失。

相比之下，核聚变反应堆最为常见的设计叫做托卡马克装置（Tokamak）。这种形似甜甜圈的装置是呈圆形线圈的中空金属结构，全球范围内目前有超过36台托卡马克正在运行，历史上曾建成过200多台。当燃料在加热到1.5亿摄氏度以上时，就能形成高温等离子体。

多年来，由于用来产生等离子体的磁线圈装置优于目前正在运行的仿星器，托卡马克装置中一直被视为最具前景的人造太阳方式。同时，该类装置也更易建成、能更理想地约束等离子体。但不容忽视的是，托卡马克装置也暴露出一些安全风险，比如当电流故障时，磁场就会立即崩溃。

这种崩溃会导致磁场力的释放，并足以损坏反应堆。在发表于《科学》（Science）杂志的深度报告中，马克斯普朗克研究所的科学家称，W7-X装置是一个更加实用的选择，可以克服托卡马克装置存在的安全问题。

与托卡马克相比，W7-X不但安全性更高，其最大特点是一次运行可以连续约束超高温等离子体长达30分钟，而托克马克方式的这一约束时间最高纪录仅为6分30秒。

实现对超高温等离子体的长时间约束是反应堆设计领域的圣杯，这意味着控制核聚变的进程，也就是说可以控制核聚变的开始和停止，并随时对反应速度进行调控。因此W7-X等仿星器设计方案被认为是未来核电站反应堆的发展方向。

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