記者在安徽合肥科學(xué)島見(jiàn)到“人造太陽(yáng)”時(shí)，恰逢夕陽(yáng)給這個(gè)官方名稱為全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）披上金色外衣。裝置艙門大開(kāi)，身著白衣、頭戴藍(lán)帽的工程師們進(jìn)進(jìn)出出，頭頂龍門吊升降騰挪，腳下切割機(jī)嗡嗡作響。這幅火熱場(chǎng)景，正是中國(guó)聚變事業(yè)數(shù)年如一日?qǐng)?zhí)著追夢(mèng)的縮影。
EAST升級(jí)改造現(xiàn)場(chǎng)。（新華社記者陳諾 攝）
萬(wàn)物生長(zhǎng)靠太陽(yáng)，能否在地球上造一個(gè)“太陽(yáng)”，模擬其聚變反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)人類的能源之變？科學(xué)家想到編織一個(gè)“磁籠子”容納高溫、高壓的聚變反應(yīng)。這個(gè)裝置運(yùn)行的時(shí)間是關(guān)鍵。聚變研究之初，我國(guó)老一輩科學(xué)家用生活物資換回國(guó)外裝置，在簡(jiǎn)陋實(shí)驗(yàn)室里手搓線圈、改造升級(jí)，運(yùn)行時(shí)間僅以毫秒計(jì)。2006年，中國(guó)自主建成EAST裝置，當(dāng)年實(shí)現(xiàn)3秒運(yùn)行。
“十四五”時(shí)期，EAST先后實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行101秒、403秒等世界紀(jì)錄。今年1月20日下午，EAST創(chuàng)造“億度千秒”世界紀(jì)錄，這意味著裝置以超過(guò)1億攝氏度的高溫穩(wěn)定運(yùn)行了1000秒，在實(shí)驗(yàn)裝置上首次模擬出未來(lái)聚變堆運(yùn)行所需的環(huán)境。
經(jīng)過(guò)十余萬(wàn)次實(shí)驗(yàn)、一代代“夸父”的接力，中國(guó)聚變研究實(shí)現(xiàn)了從“跟跑”到“并跑”再到部分“領(lǐng)跑”的歷史性跨越。
EAST正在進(jìn)行新一輪升級(jí)。“明年2月前，它將完成加熱系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)的改造，繼續(xù)服務(wù)于新一代核聚變裝置的預(yù)研工作。”中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、等離子體物理研究所所長(zhǎng)宋云濤說(shuō)，“在提高原始創(chuàng)新能力上持續(xù)用力，在突破關(guān)鍵核心技術(shù)、前沿技術(shù)上抓緊攻關(guān)，這個(gè)‘太陽(yáng)’正年輕。”
循著“逐日”的足跡，記者一路向北，來(lái)到又一個(gè)大科學(xué)裝置——聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施“夸父”園區(qū)，這里一場(chǎng)體系化攻堅(jiān)正酣。
八分之一真空室。（新華社記者陳諾 攝）
2018年12月獲批開(kāi)工建設(shè)以來(lái)，圍繞下一代“人造太陽(yáng)”核心部件的研制，“夸父”園區(qū)將核心任務(wù)拆解成19個(gè)子系統(tǒng)，進(jìn)行體系化攻關(guān)。目前總體工程進(jìn)度已超過(guò)92%。
今年，“夸父”園區(qū)十余個(gè)流線型的廠房?jī)?nèi)，好消息接連不斷：6月低雜波電流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)專家組測(cè)試與驗(yàn)收；9月國(guó)產(chǎn)離子回旋加熱系統(tǒng)研制成功；10月世界最大環(huán)向場(chǎng)磁體線圈盒交付……
“夸父”園區(qū)11號(hào)廠房巨型的穹頂下，一個(gè)碩大的“橘子瓣”——八分之一真空室靜臥中央。未來(lái)，八個(gè)“橘子瓣”將精準(zhǔn)拼接，構(gòu)成下一代“人造太陽(yáng)”的核心艙室。“從預(yù)研、研制、調(diào)試到正式建成并通過(guò)驗(yàn)收，我們歷時(shí)十年攻關(guān)，形成40余項(xiàng)發(fā)明專利。”八分之一真空室及總體安裝系統(tǒng)負(fù)責(zé)人劉志宏自豪地說(shuō)，最近幾個(gè)月，“橘子瓣”旁愈加熱鬧，偏濾器原型件給它裝上超強(qiáng)“盾牌”，遙操作系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的機(jī)械臂徐徐展開(kāi)，如夸父伸出巨臂，精準(zhǔn)探入裝置內(nèi)部進(jìn)行檢測(cè)。
“夸父”園區(qū)中央，一座夸父雕像立于一座金屬山峰之上，他身體前傾，前后伸出雙臂，仿佛飛翔。遠(yuǎn)處塔吊林立處，緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）主機(jī)大廳已經(jīng)封頂。就在今年國(guó)慶節(jié)當(dāng)天，其首個(gè)關(guān)鍵部件實(shí)現(xiàn)“毫米級(jí)落座”，正式進(jìn)入主機(jī)組裝階段。
“夸父”園區(qū)的夸父雕像。（新華社記者陳諾 攝）
“十五五”時(shí)期將是中國(guó)聚變能源發(fā)展的關(guān)鍵階段，從實(shí)驗(yàn)堆到示范堆，從科學(xué)驗(yàn)證到工程實(shí)現(xiàn)。“從EAST模擬實(shí)驗(yàn)，到‘夸父’造部件，再到BEST演示發(fā)電，我們正穩(wěn)步邁向聚變能商用發(fā)電。”宋云濤給出了時(shí)間表：BEST裝置爭(zhēng)取2027年底建成，之后開(kāi)展燃燒等離子體物理實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)亮第一盞燈。
聚變之光，悄然照進(jìn)尋常百姓家。在醫(yī)療領(lǐng)域，超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)憑借聚變衍生技術(shù)精準(zhǔn)打擊腫瘤；在合肥的地鐵站，太赫茲安檢儀正守護(hù)人流——這項(xiàng)源自“人造太陽(yáng)”監(jiān)測(cè)技術(shù)的產(chǎn)品，已走進(jìn)不少公共場(chǎng)所。“未來(lái)太赫茲還將用于腦機(jī)接口、生物醫(yī)藥。”安徽中科太赫茲科技有限公司總經(jīng)理王宏北說(shuō)，“我們將全力以赴參與推動(dòng)核聚變能成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)。”
《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)五年規(guī)劃的建議》提出推動(dòng)科技創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新深度融合。圍繞整個(gè)聚變能產(chǎn)業(yè)，合肥持續(xù)打造產(chǎn)業(yè)集群，涵蓋上游超導(dǎo)線材生產(chǎn)、中游主機(jī)設(shè)備制造、下游設(shè)計(jì)運(yùn)營(yíng)商等全產(chǎn)業(yè)鏈，覆蓋超導(dǎo)材料、磁體系統(tǒng)、真空設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。
暮色漸深，EAST控制大廳亮起燈火。大屏幕上“億度千秒”的紀(jì)錄下方，是那行科研人員最熟悉的提示：Waiting for next shot。這個(gè)見(jiàn)證了16萬(wàn)次放電、屢破世界紀(jì)錄的大廳，記錄著每一次向著太陽(yáng)的沖刺，也正在靜靜等待下一個(gè)邁向科技自立自強(qiáng)的關(guān)鍵突破。
責(zé)任編輯：陳珺
