万物生长靠太阳,能否在地球上造一个“太阳”,模拟其聚变反应,实现人类的能源之变?科学家想到编织一个“磁笼子”容纳高温、高压的聚变反应。这个装置运行的时间是关键。聚变研究之初,我国老一辈科学家用生活物资换回国外装置,在简陋实验室里手搓线圈、改造升级,运行时间仅以毫秒计。2006年,中国自主建成全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST),当年实现3秒运行。
“十四五”时期,EAST先后实现稳态高约束模式等离子体运行101秒、403秒等世界纪录。今年1月20日下午,EAST创造“亿度千秒”世界纪录,这意味着装置以超过1亿摄氏度的高温稳定运行了1000秒,在实验装置上首次模拟出未来聚变堆运行所需的环境。
经过十余万次实验、一代代“夸父”的接力,中国聚变研究实现了从“跟跑”到“并跑”再到部分“领跑”的历史性跨越。
另一个大科学装置——聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”园区,2018年12月获批开工建设以来,围绕下一代“人造太阳”核心部件的研制,将核心任务拆解成19个子系统,进行体系化攻关。
今年,“夸父”园区十余个流线型的厂房内,好消息接连不断:6月低杂波电流驱动系统通过专家组测试与验收;9月国产离子回旋加热系统研制成功;10月世界最大环向场磁体线圈盒交付……
“夸父”园区中央,一座夸父雕像立于一座金属山峰之上,他身体前倾,前后伸出双臂,仿佛飞翔。远处塔吊林立处,紧凑型聚变能实验装置(BEST)主机大厅已经封顶。就在今年国庆节当天,其首个关键部件实现“毫米级落座”,正式进入主机组装阶段。
“十五五”时期将是中国聚变能源发展的关键阶段,从实验堆到示范堆,从科学验证到工程实现。“从EAST模拟实验,到‘夸父’造部件,再到BEST演示发电,我们正稳步迈向聚变能商用发电。”中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛给出了时间表:BEST装置争取2027年底建成,之后开展燃烧等离子体物理实验,点亮第一盏灯。 (据新华社)