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　　全球最大的仿星器——直径16米的德国“螺旋石7-X（W7-X）”已经建设完成，预计将在本月投入运行。“全世界都在拭目以待。”美国普林斯顿等离子体物理实验所研究员盖茨如此形容这台庞然大物的影响力。
　　中国科学技术大学教授刘万东在接受《中国科学报》记者采访时表示，尺寸是W7-X的最大亮点。“要达到核聚变反应堆所需的规模，大型化是必然发展趋势。”他说，“从这个角度来讲，这台大型仿星器可以称得上是一个里程碑。”
　　既然大型仿星器如此重要，中国在这一领域的研究至今却仍属空白，这是为什么呢？这要从可控核聚变装置的意义和研究历程说起。
　　受控核聚变的美丽梦想
　　仿星器和经典的“托卡马克”一样，都是磁约束受控核聚变装置。它们能把等离子态的氢同位素——氘和氚约束起来，并加热至1亿摄氏度左右发生聚变，从而获得巨大的能量输出。这与太阳通过内部热核反应持续产生光与热的过程相似，因此人们浪漫地把核聚变装置喻为“人造恒星”。
　　“从大的时空尺度来看，核能是人类的终极能源。”刘万东说。但是，目前运行中的核电站都是根据核裂变原理建造的。用于进行裂变反应的原料，如铀、钚等，均为放射性重金属，储量有限，还会产生难以处置的放射性废料。相比之下，聚变反应就有很多优势。首先，作为燃料的氘和氚不会产生大的放射性污染；其次，自然界中氘的储量很大，氚虽稀有，却很容易大量制备。因此，实现受控核聚变产能，是无数科学家的奋斗目标。
　　但是刘万东指出，人造核聚变装置面临着很多挑战。例如，不仅要提高反应装置的稳定性，还应尽可能地延长粒子约束时间。
　　所谓“约束”，是指采取一定手段让粒子在装置中停留足够长的时间，因为反应气体在高温下会变成动能很高的等离子体，非常活跃地彼此碰撞，漫无方向地狂飙飞奔。而磁场，就是常用的约束手段之一。
　　仿星器和托卡马克各有千秋
　　据澳门赌场等离子体物理研究所研究员万宝年介绍，自上世纪60年代起，人们先后提出过许多种磁约束核聚变反应的途径，但很多都被逐步淘汰了。目前，研究最深入的途径就是托卡马克和仿星器。
　　万宝年解释，这两种装置的工作原理差异很大。托卡马克呈简单圆环状，主要靠强大的等离子电流产生磁场，与外加磁场叠加，从而产生能约束等离子体的螺旋磁力线。相比之下，仿星器的构造则要复杂得多，看起来像一个被扭过的发圈，因为它正是依靠外加磁场本身的扭曲来产生螺旋磁力线的。
　　拿仿星器和托卡马克相比，二者各擅胜场，却又有着各自的缺点。托卡马克在等离子约束性能方面有一定优势，但是由于等离子电流的不稳定性，容易发生“大破裂”故障，进而对反应装置造成重大损坏。因此，科学家对托卡马克的研究，很大一部分精力就是用在了避免“大破裂”上。
　　而仿星器由于没有等离子电流，所以根本不存在大破裂的风险，运行起来也就更加稳定。
　　但是，仿星器难以推广的最大原因在于其工程难度和资金投入都大得难以估量。正因如此，当前世界上成功建造大型仿星器的国家只有两个——日本和德国。就连美国，也曾因经费攀升、工程延后等原因，在大型仿星器项目前铩羽而归。
　　仿星器研究不只为了填补空白
　　万宝年告诉《中国科学报》记者，目前我国对核聚变反应器的研究主要集中在托卡马克上，此外还有部分科研人员正在建造另一种装置——反场箍缩。但对仿星器的研究，却至今未被提上日程，这成了我国核聚变反应研究领域的一大空白。
　　仿星器在我国遇冷，有着多方面的原因。一来是历史沿革。过去我国财力有限，而核聚变反应研究却投资巨大。相比于同时进行多种途径的研究，还是“集中力量办大事”，深入研究一种途径更为现实。经过权衡，我国的几家研究机构不约而同地选择了最为主流的托卡马克途径。二来，建造仿星器的成本太高、难度太大，这也是非常关键的制约因素。
　　浙江大学教授盛正卯却认为，对我国而言，建造仿星器仍有重大意义。一方面，在人类真正实现核聚变能源之前，多渠道研究各种有独特性能的、有潜力的方案很有必要；另一方面，勇于挑战工艺要求很高的仿星器，能够带动高端制造工业的发展。这样的工程一旦成功，我国在精密制造等方面就能前进一大步，或将有助于类似航空发动机等重大项目的突破。
　　“科学研究不能只关注当下的投入和短期的收益，还应当有长远的眼光和迎难而上的勇气。”盛正卯说。
　　（原载于《中国科学报》 2015-11-18 第4版 综合)