问题——“追的太阳”指向能源科技新边界 春晚舞台上,“夸父”雕像与演员击掌的瞬间,将一项看似遥远的前沿科技带到公众视野;所谓“核聚变的太阳”,并非天体意义上的恒星,而是通过受控核聚变反应地球上释放能量的装置。太阳之所以持续发光发热,源于其内部在极端高温高压条件下发生的核聚变。人类试图在实验装置中复现此过程,核心目标是获得安全、清洁、可持续的能源供给能力。 原因——能源转型需求与科技积累共同推动 当前,全球能源结构加速调整,清洁低碳、安全稳定的能源体系建设需求更加迫切。核聚变原料潜力大,氘可从海水中获取,若能实现稳定可控的能量输出,将对未来能源版图产生深远影响。 另外,核聚变并非“灵光一现”的概念。我国从上世纪七十年代起开展聚变研究,老一辈科研工作者在条件有限的情况下持续攻关,逐步完成从“跟跑学习”到“自主创新”的跨越。以托卡马克路线为代表的磁约束方案,依靠强磁场“束缚”高温等离子体,使其在真空室内稳定运行,是当前国际主流技术方向之一。 影响——关键指标频频刷新,工程化路径更加清晰 近年来,我国装置在高温、长脉冲、稳态控制等关键指标上实现连续突破。位于合肥的全超导托卡马克装置EAST,集成超高温、超强磁场、超高真空等极端条件要求,在多项实验中刷新世界纪录。2025年初实现“亿度千秒”高质量运行,更逼近未来聚变堆对等离子体稳定“燃烧”环境的需求。 在此基础上,位于四川的“中国环流三号”在关键实验中实现原子核温度与电子温度均突破1亿摄氏度,表明我国在等离子体加热与约束、诊断测量与控制各上能力持续提升。这些进展不仅提升了我国国际聚变研究中的参与度和贡献度,也为后续工程装置的设计与验证提供了重要数据和技术储备。 对策——补齐工程短板,攻关关键系统与制造装配能力 需要清醒看到,实验纪录并不等同于发电能力。真正可用的聚变能源,仍需跨越材料耐辐照、部件寿命、氚增殖与闭式循环、热负荷管理、长期稳定运行与安全体系等若干工程难题。聚变装置不仅是“等离子体物理”的挑战,更是系统工程、精密制造、超导与低温、真空与密封、控制与诊断等多学科协同的综合考验。 在这一背景下,合肥“夸父”大科学装置园区承担起聚变堆主机关键系统综合研究任务。园区内,真空室分段等大型核心部件开展制造与装配验证,通过“先验证、再集成、后迭代”的方式,推动关键系统从样机走向工程化能力。与此同时,紧凑型聚变能实验装置BEST进入主机组装阶段,瞄准氘、氚等离子体“燃烧”演示,为下一步聚变能示范提供更接近电站需求的验证平台。 前景——从“科学可行”迈向“工程可用”,仍需开展 业内普遍认为,可控核聚变商业化应用将经历从科学实验、工程验证到示范电站的长期过程。我国在装置能力、关键技术、工程平台建设上持续加速,有望2030年前后看到以聚变为核心的示范性供能成果。但这一进程不会一蹴而就,既需要长期稳定投入,也需要更高水平的协同创新:在基础研究上持续提升等离子体运行品质;工程上完善关键材料与部件体系;产业上推动高端制造、超导、精密加工与控制系统能力共同进步;国际合作上在开放条件下共享经验、互促发展。
从古代神话中夸父追日的故事,到现代科学中"人造太阳"的研制,人类对能源的渴望跨越了千年;中国科学家正在用实验数据和工程创新,将这个古老的梦想逐步转化为现实。当核聚变能源最终点亮人类文明的未来之光时,那将不仅是一次能源革命,更是人类智慧与决心的伟大胜利。