新華社合肥12月21日電 2021年的最后一個(gè)月,在安徽省合肥市西郊董鋪水庫旁的科學(xué)島——中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院,有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)再度開機(jī)運(yùn)行。
本月初,新一輪實(shí)驗(yàn)開始了。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤告訴記者,此次實(shí)驗(yàn)建立在對(duì)上一輪實(shí)驗(yàn)結(jié)果的總結(jié)以及對(duì)EAST輔助加熱等系統(tǒng)升級(jí)改造的基礎(chǔ)之上,目標(biāo)是讓“人造太陽”向著更“熱”更“持久”發(fā)起沖擊。
萬物生長靠太陽,能不能在地球上造出一個(gè)“人造太陽”,實(shí)現(xiàn)人類源源不斷的清潔能源供應(yīng)夢想?20世紀(jì)中葉人類開始核聚變能源研究,20世紀(jì)70年代中科院成立了研究托卡馬克的課題組,并逐步在合肥等地布局設(shè)點(diǎn)。
高約11米,直徑約8米,重400余噸,看上去像一個(gè)巨大的“罐子”——這就是EAST,匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場”“超大電流”等尖端技術(shù)于一“罐”,用來模擬太陽的核聚變反應(yīng)機(jī)制。
2021年4月13日拍攝的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)。新華社記者 周牧 攝
建成10余年來,合計(jì)超過萬人次的中外科研工作者,在這個(gè)大科學(xué)裝置上合力沖擊“人造太陽”的夢想,先后實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定的101.2秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束等離子體運(yùn)行、電子溫度1億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行等國際重大突破。
在EAST控制大廳,每隔一段時(shí)間,警報(bào)燈閃爍,中央大屏幕上開始計(jì)時(shí),計(jì)時(shí)結(jié)束后,左上角的一行數(shù)字就會(huì)增加。“105689”,這是記者近日去采訪時(shí),看到的“人造太陽”的實(shí)驗(yàn)放電次數(shù)。在今年5月28日凌晨,這個(gè)數(shù)字還是“98958”,也正是這次,EAST實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行,創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄。
2021年5月28日凌晨拍攝的實(shí)驗(yàn)成功后的EAST控制大廳。新華社記者 周牧 攝
“過去所里都是把科研人員送到國外深造,如今越來越多外國學(xué)者來到科學(xué)島上‘取經(jīng)’。”宋云濤告訴記者,等離子體物理研究所開展“以我為主”的國際合作,成立國際聚變能聯(lián)合研究中心,已與30多個(gè)國家和地區(qū)建立合作交流關(guān)系,“在5年內(nèi)將有至少300位世界各地科學(xué)家利用EAST開展研究工作。”
探索永無止境,“人造太陽”潛能無限,核聚變研究的衍生技術(shù)正在悄然改變我們的生活。合肥的地鐵用上了等離子體空氣凈化器,“質(zhì)子刀”正成為一項(xiàng)重要的癌癥治療手段。此外,太赫茲、磁懸浮列車、核磁共振等方面的應(yīng)用正在開展。宋云濤介紹,他們牽頭成立合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院,與一些高能耗企業(yè)合作,聯(lián)合開展“雙碳”等方面的成果轉(zhuǎn)化。
記者在控制大廳看到了EAST實(shí)驗(yàn)運(yùn)行負(fù)責(zé)人錢金平,21年前他大學(xué)畢業(yè)“登島”研究核聚變,見證了“人造太陽”從無到有的過程,如今又一次過上“朝七晚九”的實(shí)驗(yàn)期生活。“目前看,此輪實(shí)驗(yàn)至少要持續(xù)到明年5月。”錢金平告訴記者,就像運(yùn)動(dòng)員跑步,速度是逐漸提上來的,“如今EAST每天實(shí)驗(yàn)放電超過百次,在不斷地升溫、放電過程中逐步檢測性能,最終達(dá)到最佳狀態(tài)。”
12月15日拍攝的EAST控制大廳。新華社記者 張端 攝
目前,下一代“人造太陽”——中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆已完成工程設(shè)計(jì),聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施正在建設(shè)。如同中國神話傳說里的夸父,在宋云濤等科技工作者看來,新的一年,“向著‘太陽’,再出發(fā)”。