前不久，在安徽合肥，有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創造了新的世界紀錄。春節假期剛過，EAST團隊的工作狀態如何？新的一年又有怎樣的目標？未來真正實現可應用的核聚變發電還有多遠？

2月6日，記者來到合肥科學島，在EAST裝置大廳內，技術人員戴著“小黃帽”緊張有序地進行裝置的檢修、升級工作，為下一輪實驗作准備。

黃耀是中國科學院合肥物質科學研究院等離子體所的副研究員，也是EAST裝置運行控制系統團隊成員。假期一結束，他就立馬回到工作崗位，開啟“戰斗模式”。

“省委、省政府在科技創新方面作出部署，為一線科研工作者增添了信心動力。”黃耀表示，新的一年，將繼續與團隊一起加快研發緊湊型聚變能實驗裝置的運行控制系統。

提到年初EAST裝置的新突破，黃耀打開了話匣子：“為了實現此次突破，團隊在多方面提升裝置的性能，比如提升加熱系統穩定性、控制系統精准性、診斷系統可靠性等，還解決了高參數等離子體集成運行、第一壁熱與粒子排出等前沿問題。”

“未來磁約束聚變堆裝置至少要維持小時量級的反應時間。”黃耀告訴記者，“1億攝氏度”“1066秒”“高約束模式”的同時實現，意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆高效穩態運行必備的環境，標志著聚變研究從前沿的基礎研究轉向工程實踐，是一次重大跨越。

EAST裝置之所以被稱為“人造太陽”，是因為其擁有類似太陽的核聚變反應機制。“核聚變能源具有原料豐富、安全高效、清潔低碳的獨特優點，用它發電可提供近乎零碳排放的清潔能源。”黃耀說，核聚變的燃料之一氘在海洋中大量存在，一升海水中提煉出來的氘與另外一種原料氚經過聚變反應釋放出的能量，相當於300升汽油燃燒的能量。

安全性高、能量密度高、資源豐富、環境友好，這些優點讓可控核聚變成為未來能源的重要選擇，也成為世界各國研究和投資的焦點。包括中國在內，全球都將“人造太陽”作為解決人類能源問題的“終極答案”之一。

為此，科學島團隊已經努力50余年，歷經幾代人接續研發，EAST裝置匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強磁場”“超大電流”等尖端技術於一體，近百萬個零部件協同工作，擁有專利近2000項。

就長脈沖高約束模運行方面，EAST先后跨越60秒、100秒、400秒等重大裡程碑。此次實現千秒億度高約束模式運行，表明我國在磁約束高溫等離子體物理與工程技術研究方面走到了世界前列。

黃耀提到，在國內，除合肥外，成都等也有布局磁約束核聚變方面的大科學裝置﹔在基礎物理研究方面，中國科大、浙大、大連理工等高校也在積極探索研究﹔此外，上海、廊坊和西安等地都有商業資本參與到聚變能源的建設中。

近年來，安徽著力打造聚變能源科創引領高地建設，世界首個全超導托卡馬克實驗裝置（EAST）、聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）等裝置已形成覆蓋科學研究、工程集成、原型裝置的磁約束核聚變大科學裝置集群。圍繞創新鏈布局產業鏈，2023年11月，聚變產業聯盟在合肥成立，已有1000多家單位攜手加快聚變關鍵核心技術攻關，加快布局聚變能源裝備、零部件、后市場全產業鏈。

“為了加速聚變工程化和商用化進程，在合肥，緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）正如火如荼地進行建設。”黃耀介紹，BEST裝置將使用真實的原料氘和氚進行可控核聚變反應，計劃在2027年建設完成，並在全球首次演示聚變能發電。

發展聚變能源產業，既需要技術的不斷突破，也需要資本的有力保障，更需要給足發展時間和容錯空間。未來真正實現可應用的核聚變發電，還有多遠？

“目前計劃通過‘三步走’，實現聚變能源的商業應用。”黃耀說，一是EAST裝置進行科學實驗探究，這部分基本完成。第二步是用3年到5年時間加快建設全超導緊湊型聚變裝置，實現能量的輸出大於輸入。第三步是計劃在2035年建成中國聚變工程實驗堆，實現能量的輸出大於輸入20倍，開啟真正的聚變能源應用，巨量清潔的聚變能將逐步服務千家萬戶。(記者 鹿嘉惠)

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