接力“逐日”勇攀登——走近中國“人造太陽”研究團隊

習近平總書記強調(diào)，加強基礎研究，是實現(xiàn)高水平科技自立自強的迫切要求，是建設世界科技強國的必由之路。

四代科研工作者、12萬多次實驗、10余次創(chuàng)造世界紀錄……中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）屢獲重大突破，今年4月成功實現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒的新世界紀錄，這對探索未來聚變堆物理基礎問題，加快實現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。

這是實驗成功后的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）控制大廳（2023年4月12日攝）。新華社記者 黃博涵 攝

“人造太陽”是事關(guān)人類實現(xiàn)“能源自由”、探索宇宙奧秘的遠大事業(yè)。火熱的事業(yè)，卻起于安靜之所——EAST大科學裝置坐落于合肥西郊、遠離喧囂的科學島上。50年來，一批批科研工作者心懷“國之大者”執(zhí)著攻關(guān)，甘坐“冷板凳”。這個幽靜之地，如今已成為國際科研合作交流的熱土，不少海外科研人員把這里當成“家”。

所謂壯舉，皆因奮斗；所謂奮斗，重在傳承。四代科研工作者薪火相傳、接力創(chuàng)新、勇攀高峰，胸懷“聚變能源夢”，向著人類美好未來勇毅前行。

幾代人接續(xù)奮斗，一次次沖擊夢想

萬物生長靠太陽。太陽之所以發(fā)光發(fā)熱，是因為內(nèi)部的核聚變反應。實現(xiàn)核聚變的原材料在地球上極豐富，且排放無污染。如果能造一個“太陽”發(fā)電，人類有望實現(xiàn)能源自由。

“這么好的東西，為何不早點造出來？”中國工程院院士李建剛說，人類研究核聚變能源（以下簡稱“聚變能”）已70余年，“不是我們太笨，是太難！”

溫度要達到上億攝氏度，還要穩(wěn)定持續(xù)。“地球上，什么東西能長時間裝得下上億度的‘火球’？”他說，這是全人類的挑戰(zhàn)。

“這不是一兩代人能完成，需要幾代人堅持不懈、不計名利地做下去?！?4歲的中國工程院院士萬元熙說。

1973年，中科院啟動建設“合肥受控熱核反應研究實驗站”，隨后成立等離子體物理研究所（以下簡稱“等離子體所”）。

萬元熙來到科學島已有50年。來時這里條件艱苦，茅草一人多高，一下雨螃蟹、蛤蟆遍地爬，只有零星幾個建筑。缺技術(shù)、缺經(jīng)費、缺保障，萬元熙從宿舍騎自行車到實驗室要1個多小時，他跑了3年。

1981年，華羅庚先生從北京趕到合肥，為聚變能研究“八號工程”奠基，在“科學的春天”埋下“太陽”的種子。

“為理想不惜任何代價，不怕任何艱難?！睉汛蹏?，萬元熙、李建剛、萬寶年等“人造太陽”第一代、第二代科研人員“背著饅頭出國學習”，參加國際學術(shù)會議坐在角落，但如饑似渴學習、不厭其煩請教。

邊研發(fā)“太陽”，邊實驗點亮“太陽”。他們的實驗室常年放著行軍床，實驗、分析、調(diào)試、拆解、組裝、再實驗，干到凌晨乃至通宵是常事。

2005年3月正在總裝的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）。新華社發(fā)

“軍大衣一蓋就能睡著，實驗喇叭一響馬上就醒?！崩罱▌傉f，他與團隊20年至少實驗失敗過5萬次。

從幾百萬到上千萬攝氏度，從三千萬、五千萬到上億攝氏度，“逐日”攻關(guān)取得系列突破。

去年以來，宋云濤、龔先祖等“人造太陽”第三代科研人員帶領青年團隊，歷經(jīng)15個月頑強攻關(guān)，最終在4月12日21時達到穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運行403秒的新高度。

“跟跑、并跑”到“部分領跑”，奮力攀爬新高度

高11米、直徑8米，頂端飄揚著五星紅旗……EAST裝置形如巨罐，腹中大有乾坤。

這是2021年4月13日拍攝的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）。新華社記者 周牧 攝

“EAST集成超高溫、超低溫、超高真空、超強磁場、超大電流等條件?！敝锌圃汉戏饰镔|(zhì)科學研究院副院長、等離子體所所長宋云濤說，尖端技術(shù)“熔于一爐”，體現(xiàn)國家綜合科技實力。

“為達到超高溫，EAST用4種大功率加熱系統(tǒng)，相當于幾萬臺微波爐一起加熱?！钡入x子體所副研究員王騰說，地球上最耐熱的材料只能承受幾千攝氏度，為承載上億攝氏度的高溫等離子體，科學家用磁場做“籠子”，達到地球磁場強度約7萬倍。

歷經(jīng)7年研發(fā)、17年改造升級，如今EAST擁有核心技術(shù)200多項、專利2000余項，上百萬個零部件協(xié)同工作。

回首40多年前，初代裝置HT-6B僅能實現(xiàn)等離子體運行，在國際上處于“跟跑”。

路遙而不墜其志。時任所長霍裕平等人分析發(fā)展趨勢，判斷超導將是未來關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)費緊張，他們用兩火車皮羽絨服等物資，從國外換回超導實驗裝置，重新設計改造成新裝置HT-7。

HT-7運行18年取得多項突破，2003年實現(xiàn)超過1分鐘的等離子體放電，標志著我國實現(xiàn)聚變能研究從跟隨到并進的躍升。

研制HT-7后，等離子體所敢為天下先，提出建設國際首臺全超導托卡馬克裝置設想，這在國際上尚無先例。那時宋云濤20多歲，出國求學時提及此事，他的外國導師直搖頭：“中國不可能建成，你們不具備這個技術(shù)。”

“我還沒出生時，中國的衛(wèi)星就已經(jīng)上天。我們幾代人追這個夢，它一定會實現(xiàn)?！彼卧茲f。

EAST的成功令人驚嘆：2012年，實現(xiàn)411秒2000萬攝氏度等離子體運行；2016年，實現(xiàn)5000萬攝氏度102秒等離子體運行；2017年，實現(xiàn)101秒高約束模等離子體運行；2021年，實現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運行……

今年4月EAST創(chuàng)造新紀錄后，英國原子能委員會主席伊恩·查普曼、美國通用原子公司副總裁韋恩·所羅門等人發(fā)來賀信說，這個重大成果給國際聚變研究帶來極大信心，證明了“團隊奉獻精神和創(chuàng)新工作”。

據(jù)了解，EAST國產(chǎn)化率超90%，80%的關(guān)鍵設備、材料自主研發(fā)，控制、加熱、診斷等技術(shù)世界先進。

自立自強、勇攀高峰，一代代科研工作者的精神內(nèi)核，支撐起中國“人造太陽”的強大內(nèi)核。

2023年4月12日，在全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）控制大廳，EAST物理實驗總負責人龔先祖（右）和中科院合肥物質(zhì)科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤（左）在實驗成功后慶祝。新華社記者 黃博涵 攝

合力點亮“太陽”，科技合作跨洲連洋

2020年7月，習近平主席向國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝啟動儀式致賀信時指出，科學無國界，創(chuàng)新無止境。國際科技合作對于應對人類面臨的全球性挑戰(zhàn)具有重要意義。

我國2006年簽約加入ITER計劃，等離子體所作為ITER中國工作組重要單位，先后派駐100多人到法國項目現(xiàn)場，承擔導體、電源、總裝等采購包任務，以優(yōu)異性能通過國際評估，在參與ITER計劃的國際七方中位居前列。

2021年4月，中國研制的PF6超導磁體線圈在法國ITER項目現(xiàn)場吊裝。新華社發(fā)

等離子體所研究員彭學兵說，他們?yōu)镮TER做的一個線圈部件，從接到任務到交付做了7年。“有人說這是冷板凳，但是我們心里有團火，與等離子體‘火球’不斷‘碰撞’?！?/p>

“‘人造太陽’研究，沒有哪國能獨攬一切，我們向全世界敞開大門。”宋云濤說，他們已與45個國家的120余個單位合作，每年約有500人次的外籍學者前來交流。

“我來中國已有30多次，在EAST上做實驗，還會給島上學生做一些講座?！比毡緡⒕圩兛茖W研究所教授森田茂說。

“很難想象過去20多年，中國的聚變能研究如此突飛猛進。”ITER組織副總干事阿蘭·貝庫雷，20多年前讀博時就曾來科學島訪問，他非常贊賞中國對聚變能研究堅定不移的支持。

“‘人造太陽’需要全球科學家歷經(jīng)多代人的艱辛，合作研究才能成功?！崩罱▌傁Ｍ懈嗄贻p人加入。“能把人類夢想、國家需求和科學家興趣完美結(jié)合，極其幸運！”

聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設施園區(qū)全景（2021年9月12日攝）。新華社發(fā)

距EAST不遠處，一個新大科學裝置——聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設施正在建設。下一代“人造太陽”中國聚變工程實驗堆已完成工程設計，未來瞄準建設世界首個聚變示范堆。

“核聚變研究漸入佳境，接力棒已經(jīng)交到我們這一代人手里。”“90后”博士后李克棟說，作為“人造太陽”團隊中的第四代，他感覺到幸運、責任和機遇?！拔覀兿Ｍ尵圩儼l(fā)電率先在中國實現(xiàn)，第一盞聚變能源燈在中國點亮！”