北航教授央视《开讲啦》| 他要给太阳穿“衣服”！你猜需要几步……
拍摄：美国国家航空航天局
图中这个“燃烧”着的“大火球”
就是我们熟悉的太阳
太阳的表面温度约为5500摄氏度
中心温度则高达2000万摄氏度
要给如此炽热滚烫的太阳“穿衣服”
你能想象吗？
小萱先给大家科普一个新名词
人造太阳
小时候我们唱着儿歌《种太阳》
长大后才发现，科学家们真的在
为地球上种一颗“人造太阳”而奋斗
就在昨晚10:30
CCTV-1《开讲啦》
一位深耕此领域13年的北航教授
震撼开讲
如何种一颗“人造太阳”呢？
这得从“核聚变”说起
太阳就是一个巨大的核聚变反应堆
还记得《流浪地球》中的行星发动机吗
其中运用的科学原理也是聚变反应
那么，到底什么是聚变反应？
无限续航的手机电子设备真的可能吗？
一旦聚变能源普及，未来会变成什么样？
现阶段的核聚变研究还存在哪些难题？
年轻人如何用高大上的方式表达爱？
今天小萱就带你去听
北航物理科学与核能工程学院院长
先进核能材料与物理北京市重点实验室主任
科技部重点领域创新团队
“先进核能材料创新团队”带头人
科技部国际热核聚变实验堆
ITER专项首席科学家
吕广宏 教授开讲
《聚变未来，你也可成钢铁侠》
当然了，在此之前
听小萱先剧透一下精彩现场
吕教授的演讲深入浅出，妙语连珠
观众聚精会神，互动环节也很精彩
比如我航这位物理学院的小哥哥
热统，指《热力学与统计物理》课程——小萱注
吕教授是怎么回答的呢？
小萱先卖个关子
反正主持人小撒是这么说的：
“这位同学，不光热统课麻烦了
你的原子物理也不好过”
让小萱先笑一会儿
言归正传，我们这就了解一下
威力巨大的核聚变
聚变让科幻走进现实
所谓聚变反应，简单来说就是
把质量小的原子聚合到一起
生成质量大的原子
从而释放出能量的过程
核聚变是影视作品和科幻小说的常客
电影《钢铁侠》男主角胸口的能量来源
就是小型的聚变反应堆
《三体》《星际穿越》等也都有聚变的身影
将来如果有聚变的核电池
我们所有的电子设备就可以无限续航
聚变还可以提供星际远航的动力
那时我们就能星际漫游啦！
这样的未来也太赞了叭
想想都觉得很激动！
聚变能源足以用到地老天荒
那么，聚变怎么实现呢？
像《流浪地球》那种重元素聚变
我们现在还实现不了
氘氚反应是目前科学家研究出的
最容易的聚变反应
氘氚就是氢的同位素，聚变反应后生产氦和中子。需要通过一些技术手段把氘氚加热到上亿度高温变成等离子体的状态
聚变能源好在哪儿？
四个字：充足、高效！
1升海水中含有0.03克氘
地球上所有海水的含氘量达到45万亿吨
这是什么概念？
45万亿吨氘所产生的电力
可供人类生存几百亿年
要知道太阳的寿命约为100亿年
这么多氘，足够我们使用到地老天荒
机智的小撒马上活学活用：
“我对你的爱，就像海水里的氘
在核聚变之后所释放出的能量一样，
供你用到地老天荒！”
当科学与浪漫相遇
专属理工科的硬核表白
你学会了没😏
核聚变研究的关键问题
仰望星空，更需脚踏实地
在地球上研究聚变装置
就像建造一个“人造太阳”
不仅需要内部燃料稳定运行
外面材料也得能hold住
好比给太阳穿上衣服
对这种“防护服”的要求极其苛刻
需要进行实验模拟
当时，美国、日本、荷兰等国
都有类似的模拟装置
而我国在这方面仍属空白
——该北航人出手了！
吕教授和现场展示的STEP装置图
在国内实验模拟装置空白的情况下，吕教授从2007年开始与中科院等离子体物理研究所罗广南研究员筹划建设，历时七年终于建成了国内第一台、也是目前唯一的一台用于材料辐照的直线等离子体装置，命名为STEP (Simulator for Tokamak Edge Plasma)。
吕教授说，不知同学们会不会理解
“咱们没有设备，而国外有
这是一个什么样的感觉”
我们一定得有自己的装置
快看它有多酷炫！
“人造太阳”
聚变研究功在当代利在千秋
氘氚聚变需要加热到上亿度的高温
这么大的工程
一定需要全人类的合作参与
这就是“人造太阳”工程
仅次于人类空间站的
第二大国际合作计划
“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”
2006年，欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国、印度和中国七个国家和地区，共同投资108亿欧元，建设一个全球最大的聚变装置，称为国际热核聚变实验堆计划，也就是ITER计划。
在ITER基础上，中国也在筹划建设自己的实验堆——中国聚变工程实验堆CFETR，已经进入工程设计阶段。
有人可能会问：这样的投入是否值得？
毕竟聚变能源实现还要假以时日
而现有能源还能使用200-300年
对此，吕教授说：
聚变是一件功在当代，利在千秋的事！
为聚变事业奋斗
2008年，在北航召开了
第九届固体辐照效应计算机模拟国际会议
这是该会议首次在中国举办
也是吕教授走上聚变研究的开始
如今，吕广宏教授团队
致力于通过计算模拟的方法开展
聚变堆材料辐照行为研究
团队在金属氢致起泡产生机理与控制方面研究成果示意图：成核机制→生长机制→控制方法
作为首席科学家，吕教授2009年获批“托卡马克等离子体与壁材料相互作用研究” ITER项目，并于2013年获得滚动支持。2009年ITER计划启动以来，北航已承担4项ITER计划项目、7个课题，参与项目和课题多项。2012年，北航机械工程及自动化学院王田苗教授作为首席科学家获批“核极端环境遥操纵机器人关键技术及原理实验”。
2018年，吕教授再次作为首席科学家获批“聚变堆金属材料中子辐照计算模拟”项目，凝聚国内核材料计算模拟方面的优势力量，将为建设中国聚变工程实验堆以及未来的反应堆关键问题的解决提供支持。
千金一诺终无悔
只做一事又何妨
每一行平凡的代码
每一次平凡的实验
都是为聚变事业添砖加瓦！
人人都是钢铁侠的未来
你有没有被震撼到？
其实，央视《开讲啦》的舞台上
有很多我们熟悉的北航人
《开讲啦》是中国首档青年电视公开课，每周六22:30在央视一套首播。节目邀请“中国青年心中的榜样”作为演讲嘉宾，分享他们对于生活和生命的感悟，给予中国青年现实的讨论和心灵的滋养。每期节目由一位名人倾情演讲、与十位新锐青年代表进行交流对话，300位大学生作为观众现场分享这场有思考、有疑问、有价值观、有锋芒的思想碰撞。
小萱这就为你盘点一下
（向下滑动看更多）
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2016
第23讲
《不怕输在起跑线》
演讲嘉宾：戚发轫，中国工程院院士，北航1952级本科校友，北航宇航学院名誉院长，神舟飞船总设计师。
第189期
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第25讲
《探索“航天梦”的未来》
演讲嘉宾：范瑞祥 ，北航1981级本科校友，“长征七号”总设计师。
第204期
国之脊梁
第4讲
《为了鲲鹏展翅那一刻》
演讲嘉宾：唐长红，中国工程院院士，北航1988届硕士校友，中航工业运-20总设计师。
第206期
国之脊梁
第6讲
《十年磨一“箭”》
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第237期
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第26讲
《不突破常规，就不是好设计师》
演讲嘉宾：孙聪，中国工程院院士，北航1979级本科校友，歼-15舰载机总设计师。
20181013
第35讲
《伟大的智能时代》
演讲嘉宾：王田苗，著名机器人研究专家，教授、博士生导师，北航机器人研究所名誉所长。
爱祖国 爱航空 爱航天 爱北航
每一位央视开讲的北航人
舞台上魅力四射的背后
都是几十年如一日的沉淀和奉献
向北航人致敬！
出品 | 航小萱®工作室
素材来源 | 物理科学与核能工程学院 CCTV-1《开讲啦》
编辑 | 胡梦贤 张展毓 史越
那么，问题来了
对于拥有聚变能源的未来
你有什么畅想呢？
和小萱一起
为改变世界的北航人
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