天源财富：“人造太阳”EAST： 向人类能源终极梦想迈进

Posted 2022-02-03 天源财富

我们要在没有任何经验可借鉴的情况下，造出一个需要同时承载大电流、强磁场、超高温、超低温、高真空、高绝缘等复杂环境的装置，这对工艺设计和材料提出了极高的要求。

有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置5月28日取得新突破，成功实现可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造托卡马克实验装置运行新的世界纪录。

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。

制造“人造太阳”面临一个突出的现实问题：用什么容器来承载核聚变？要在地球上利用核聚变能量，在人工控制条件下等离子体的离子温度需达到1亿摄氏度以上。而目前地球上最耐高温的金属材料钨的熔化温度是3000多摄氏度。这意味着，找不到盛装如此高温等离子体的容器。

从20世纪50年代开始，我国与国际基本同步，开始了在可控核聚变领域的研究。当时，国际上不同的技术路线此消彼长，最终苏联科学家提出的托卡马克方案异军突起，国际核聚变界的重点研究方向随之转向了托卡马克。

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”。

20世纪90年代，我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资，换了苏联价值1800万卢布的T-7的半超导托卡马克装置。当时，经济情况非常困难，我国科研人员只能依靠自己的力量，对T-7及其低温系统进行了根本性改造。

通过科研人员的不懈努力，先后建成常规磁体托卡马克HT-6B、HT-6M等实验装置。1994年，我国第一个圆截面超导托卡马克核聚变实验装置“合肥超环”（HT-7）研制成功，使我国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家，也是我国建成并投入运行的首个超导托卡马克装置。

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。