接力“逐日”勇攀登——走近中國“人造太陽”研究團(tuán)隊(duì)

　　習(xí)近平總書記強(qiáng)調(diào)，加強(qiáng)基礎(chǔ)研究，是實(shí)現(xiàn)高水平科技自立自強(qiáng)的迫切要求，是建設(shè)世界科技強(qiáng)國的必由之路。

　　四代科研工作者、12萬多次實(shí)驗(yàn)、10余次創(chuàng)造世界紀(jì)錄……中國有“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）屢獲重大突破，今年4月成功實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒的新世界紀(jì)錄，這對(duì)探索未來聚變堆物理基礎(chǔ)問題，加快實(shí)現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。

　　這是實(shí)驗(yàn)成功后的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)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(shí)現(xiàn)“能源自由”、探索宇宙奧秘的遠(yuǎn)大事業(yè)�；馃岬氖聵I(yè)，卻起于安靜之所——EAST大科學(xué)裝置坐落于合肥西郊、遠(yuǎn)離喧囂的科學(xué)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(gè)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(dāng)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(mèng)”，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(mèng)想

　　萬物生長(zhǎng)靠太陽。太陽之所以發(fā)光發(fā)熱，是因?yàn)閮?nèi)部的核聚變反應(yīng)。實(shí)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(gè)“太陽”發(fā)電，人類有望實(shí)現(xiàn)能源自由。

　　“這么好的東西，為何不早點(diǎn)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(jiǎn)稱“聚變能”）已70余年，“不是我們太笨，是太難！”

　　溫度要達(dá)到上億攝氏度，還要穩(wěn)定持續(xù)。“地球上，什么東西能長(zhǎng)時(shí)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(jiān)持不懈、不計(jì)名利地做下去。”84歲的中國工程院院士萬元熙說。

　　1973年，中科院?jiǎn)��?dòng)建設(shè)“合肥受控?zé)岷朔磻?yīng)研究實(shí)驗(yàn)站”，隨后成立等離子體物理研究所（以下簡(jiǎn)稱“等離子體所”）。

　　萬元熙來到科學(xué)島已有50年。來時(shí)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(gè)建筑。缺技術(shù)、缺經(jīng)費(fèi)、缺保障，萬元熙從宿舍騎自行車到實(shí)驗(yàn)室要1個(gè)多小時(shí)，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(hào)工程”奠基，在“科學(xué)的春天”埋下“太陽”的種子。

　　“為理想不惜任何代價(jià)，不怕任何艱難。”懷揣愛國心，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(xué)習(xí)”，參加國際學(xué)術(shù)會(huì)議坐在角落，但如饑似渴學(xué)習(xí)、不厭其煩請(qǐng)教。

　　邊研發(fā)“太陽”，邊實(shí)驗(yàn)點(diǎn)亮“太陽”。他們的實(shí)驗(yàn)室常年放著行軍床，實(shí)驗(yàn)、分析、調(diào)試、拆解、組裝、再實(shí)驗(yàn)，干到凌晨乃至通宵是常事。

　　2005年3月正在總裝的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）。新華社發(fā)

　　“軍大衣一蓋就能睡著，實(shí)驗(yàn)喇叭一響馬上就醒。”李建剛說，他與團(tuán)隊(duì)20年至少實(shí)驗(yàn)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(lǐng)青年團(tuán)隊(duì)，歷經(jīng)15個(gè)月頑強(qiáng)攻關(guān)，最終在4月12日21時(shí)達(dá)到穩(wěn)態(tài)高約束模式等離子體運(yùn)行403秒的新高度。

　　“跟跑、并跑”到“部分領(lǐng)跑”，奮力攀爬新高度

　　高11米、直徑8米，頂端飄揚(yáng)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(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)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(qiáng)磁場(chǎng)、超大電流等條件。”中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、等離子體所所長(zhǎng)宋云濤說，尖端技術(shù)“熔于一爐”，體現(xiàn)國家綜合科技實(shí)力。

　　“為達(dá)到超高溫，EAST用4種大功率加熱系統(tǒng)，相當(dāng)于幾萬臺(tái)微波爐一起加熱。”等離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(xué)家用磁場(chǎng)做“籠子”，達(dá)到地球磁場(chǎng)強(qiáng)度約7萬倍。

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

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

　　路遙而不墜其志。時(shí)任所長(zhǎng)霍裕平等人分析發(fā)展趨勢(shì)，判斷超導(dǎo)將是未來關(guān)鍵技術(shù)。經(jīng)費(fèi)緊張，他們用兩火車皮羽絨服等物資，從國外換回超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)裝置，重新設(shè)計(jì)改造成新裝置HT-7。

　　HT-7運(yùn)行18年取得多項(xiàng)突破，2003年實(shí)現(xiàn)超過1分鐘的等離子體放電，標(biāo)志著我國實(shí)現(xiàn)聚變能研究從跟隨到并進(jìn)的躍升。

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

　　“我還沒出生時(shí)，中國的衛(wèi)星就已經(jīng)上天。我們幾代人追這個(gè)夢(mèng)，它一定會(huì)實(shí)現(xiàn)。”宋云濤說。

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

　　今年4月EAST創(chuàng)造新紀(jì)錄后，英國原子能委員會(huì)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(gè)重大成果給國際聚變研究帶來極大信心，證明了“團(tuán)隊(duì)奉獻(xiàn)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(shè)備、材料自主研發(fā)，控制、加熱、診斷等技術(shù)世界先進(jìn)。

　　自立自強(qiáng)、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(qiáng)大內(nèi)核。

　　2023年4月12日，在全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）控制大廳，EAST物理實(shí)驗(yàn)總負(fù)責(zé)人龔先祖（右）和中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長(zhǎng)、等離子體物理研究所所長(zhǎng)宋云濤（左）在實(shí)驗(yàn)成功后慶祝。新華社記者 黃博涵 攝

　　合力點(diǎn)亮“太陽”，科技合作跨洲連洋

　　2020年7月，習(xí)近平主席向國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃重大工程安裝啟動(dòng)儀式致賀信時(shí)指出，科學(xué)無國界，創(chuàng)新無止境。國際科技合作對(duì)于應(yīng)對(duì)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(jì)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(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，承擔(dān)導(dǎo)體、電源、總裝等采購包任務(wù)，以優(yōu)異性能通過國際評(píng)估，在參與ITER計(jì)劃的國際七方中位居前列。

　　2021年4月，中國研制的PF6超導(dǎo)磁體線圈在法國ITER項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)吊裝。新華社發(fā)

　　等離子體所研究員彭學(xué)兵說，他們?yōu)镮TER做的一個(gè)線圈部件，從接到任務(wù)到交付做了7年。“有人說這是冷板凳，但是我們心里有團(tuán)火，與等離子體‘火球’不斷‘碰撞’。”

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

　　“我來中國已有30多次，在EAST上做實(shí)驗(yàn)，還會(huì)給島上學(xué)生做一些講座。”日本國立聚變科學(xué)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(jìn)。”ITER組織副總干事阿蘭·貝庫雷，20多年前讀博時(shí)就曾來科學(xué)島訪問，他非常贊賞中國對(duì)聚變能研究堅(jiān)定不移的支持。

　　“‘人造太陽’需要全球科學(xué)家歷經(jīng)多代人的艱辛，合作研究才能成功。”李建剛希望有更多年輕人加入。“能把人類夢(mèng)想、國家需求和科學(xué)家興趣完美結(jié)合，極其幸運(yùn)！”

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

　　距EAST不遠(yuǎn)處，一個(gè)新大科學(xué)裝置——聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施正在建設(shè)。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)，未來瞄準(zhǔn)建設(shè)世界首個(gè)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(tuán)隊(duì)中的第四代，他感覺到幸運(yùn)、責(zé)任和機(jī)遇。“我們希望讓聚變發(fā)電率先在中國實(shí)現(xiàn)，第一盞聚變能源燈在中國點(diǎn)亮！”