天源财富：“人造太阳”EAST：向人类能源终极梦想迈进

Posted 2021-06-16 天源财富

地球万物生长所依赖的光和热，源于太阳核聚变反应后释放的能量。而支撑这种聚变反应的燃料氘，在地球上的储量极其丰富，足够人类利用上百亿年。

20世纪70年代，国家拟在合肥建造一个当时世界先进水平的大型热核反应实验装置。选择合肥的一个重要原因，是中科院电工所已于20世纪60年代在合肥建成一个储能达到2×108焦耳的大型储能电感装置（又称为“八号电感”）。此电感装置能为热核聚变装置的强大脉冲电源提供重要支持。当时策划中的托卡马克实验装置就被命名为“八号装置”，向国家申请立项的大科学工程项目就被称为“八号工程”。

“EAST最大的创新点，是把全超导和非圆截面结合起来，产生稳态和以先进模式运行的等离子体，使研究人员能在稳态条件下对约束改善、破裂控制、粒子输运、能量平衡、功能材料和杂质控制等实现聚变堆稳态运行所必须面对的重大物理问题进行深入研究。” 在当时的EAST大科学工程团队的领军人物万元熙院士看来，物理上的先进性，必将带来工程上的巨大挑战。

研制EAST过程中，许多关键技术取得突破并达到国际先进水平，同时也填补了多项国内空白：大型超导磁体关键制造技术的研发，成功地生产出了EAST所需的全部超导磁体；创造性地设计、建成了国内最大的大型超导磁体测试实验系统；创新性地设计、建造了我国最大的氦低温系统，制冷能力超过2kW/4.5K……

历经8年艰苦奋斗和自主创新，世界上新一代全超导托卡马克核聚变实验装置在中国率先建成并正式投入运行，为未来清洁能源的利用和发展提供实验研究平台。2006年1月，EAST实现电子温度超过5000万摄氏度，两年后又实现电子温度1亿摄氏度等离子体运行，而太阳核心的温度也不过1500万摄氏度。EAST性能逐步提升。2006年，首次等离子体放电成功，时长仅仅3秒；2017年7月，实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行，创造了新的世界纪录。

2007年3月1日，国家发改委组织专家对EAST进行竣工验收。专家们认为，中国科研人员在国际上尚无全超导托卡马克的情况下，边建设、边研发，解决了大型超导磁体、大规模低温制冷等一系列关键技术问题，自主设计、加工制造了关键部件，形成了一系列高新技术成果。时任国家发改委副主任张晓强在验收会上指出：EAST大科学工程全面、优质地完成建设任务，是我国科技界的一件大事，是中华民族值得骄傲的成就。

国际聚变能大会，是核聚变领域的奥林匹克。像宋云涛这样的我国学者，曾经是无缘进场的。而今，等离子体所已连续10年被大会特邀作主题报告；这一领域的国际顶级杂志，连续多年都以封面故事形式介绍等离子体所年度研究工作。越来越多双眼睛在关注这颗来自“岛”上的“太阳”。位于法国的ITER总部也正期待着中国“小太阳”带来更多光和热，把“人造太阳”从梦想变为现实。