今天,这个“太阳”20岁了
2006年9月28日
在安徽合肥西郊的科学岛上
一枚“人造太阳”
缓缓升起
这一天
中国科学院合肥物质科学研究院
等离子体物理研究所
自主设计、研制的
全超导托卡马克
核聚变实验装置EAST
首次完成高温等离子体放电
正式投入运行
使中国成为全球
首个建成全超导托卡马克的国家
万物的生长依赖太阳
而太阳的能量来源于
其内部的核聚变过程——
在极高温度和压力下
氢原子聚变为氦原子并释放大量能量
能否在地球上制造一个“人造太阳”
实现人类对无尽清洁能源的渴望?
20世纪中叶
人类开始探索核聚变能源
科学家找到了多种模拟方法
其中一种装置叫“托卡马克”
它通过磁约束实现受控核聚变
像一条螺旋形的“磁跑道”
困住高温等离子体
达成核聚变目标
20世纪70年代
中国科学院成立了研究托卡马克的团队
在合肥选址设点、展开工作
20世纪90年代
等离子体物理研究所
用生活物资交换来一台
国外的核聚变装置
缺乏设备和零部件
老一辈科学家带领队伍
在朴素的实验室里安装车床
亲自动手改造
先后建造了常规磁体
托卡马克HT-6B、HT-6M
以及我国首个圆截面超导托卡马克
核聚变实验装置
“合肥超环”HT-7
完成HT-7后
科学家提出建设全球首台
全超导托卡马克装置的构想
这意味着所有线圈都采用超导材料
这在全球尚无先例
承担这个项目的中国工程院院士万元熙
接手时已年近六十
因胃病切除五分之四仍坚持工作
带领团队攻克超导磁体等核心难题
实现所有关键部件自主研发
在几代科学家的努力下
EAST的进展令人振奋
2006年,首次高温等离子体放电,仅3秒
2012年,长脉冲高约束模运行达到30秒
2016年,突破60秒
2017年,达到101秒
2023年,突破403秒
每一次突破
不仅是时间的延长
背后是众多科学和工程难题被攻克
如何将上亿摄氏度的
等离子体“关”得更久?
如何防止热量损坏装置?
如何让磁场、加热、真空、冷却、控制等
几十个子系统长时间稳定协作?
托卡马克并非一台机器
而是一项“大科学工程”
EAST拥有20多个子系统、近百万个零部件
零部件数量相当于5架民航客机
20年来
它累计进行等离子体运行实验
已超过16万次
2025年1月20日
EAST再次迎来重要时刻
第150425次实验
实现1亿摄氏度
1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行
这意味着人类首次在实验装置上模拟出
未来聚变堆高效稳态运行所需的条件
也把我国磁约束核聚变研究
进一步推向工程化探索
如今20岁的EAST
拥有核心技术200多项
专利2000余项
已实现设计之初的全部科学目标
但远未到退役的时候
仍在持续升级改造
继续服务于
新一代核聚变装置的预研工作
它的一路成长
见证中国的聚变研究事业
从跟跑到并跑
再到如今的部分领跑
还经常为ITER(国际热核聚变实验堆)
等世界大科学计划“打样”
在它旁边
新的聚变大科学装置正在加速建设
聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT
承担着聚变堆关键系统
和部件的研发、测试任务
紧凑型聚变能实验装置BEST
则瞄准从“实验”迈向“聚变能演示”的关键一步
2025年BEST主机总装正式启动
力争2027年建成
建成后将演示聚变能发电
有人说
核聚变永远还要五十年
这句话背后
恰恰说明这件事何其艰难
20岁的EAST
以其16万次的实验
告诉我们
伟大的科学、发现
鲜有一鸣惊人
更多是漫长、沉默、反复的等待
终有一日
来自“人造太阳”的光会穿过漫长等待
点亮万家灯火
记者:陈诺 张铖 周牧
新华社摄影部 新华社安徽分社
联合制作