合肥科学家何以照进现实？人造太阳引领全球聚变

中国科学院合肥物质科学研究院的EAST装置再次吸引了世界的目光。在不久前，这个被誉为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置，成功实现了在极端条件下的稳定输出：在高达一亿摄氏度的温度下，等离子体稳定运行了超过千秒的时间，这一创纪录的成就标志着我国在磁约束聚变领域已站在世界前沿。

实际上，“人造太阳”并非真的创造一颗恒星，而是通过模拟太阳内部的核聚变反应来释放巨大能量。这种能量来源于轻元素（如氘和氚）在极端温度和压力下融合成更重的原子核的过程。与传统的核裂变电站不同，核聚变不会产生高放射性的废料，而且燃料来源几乎无限——从海水中提取的氘理论上可以释放出巨大的能量。如果能够实现可控的核聚变反应，它有可能成为人类的“永恒之光”，为地球带来无尽的能源。

EAST装置之所以能够在一亿摄氏度这样的极端条件下实现稳定输出，关键在于其全超导托卡马克的独特设计。在这个装置中，等离子体被强大的磁场悬浮在真空室中，避免了与任何固体材料的接触。EAST采用了特殊的D形截面和螺旋形磁力线结构，形成了一个无形的“磁笼”，有效地约束了高速运动的带电粒子。而2025年的这一重大突破，正是因为装置进入了“高约束模”状态，使得等离子体边缘形成了一道“输运垒”，大大减少了能量的泄漏，使得热量能够更加高效地保留在核心区域。

要实现如此高的温度，强大的加热系统是关键。EAST采用了双剑合璧的加热策略：离子回旋共振加热和低杂波电流驱动协同工作，确保等离子体能够持续“燃烧”。更令人惊叹的是，这个高温的等离子体与超导磁体之间仅相隔很短的距离，但装置通过精密的工程设计和控制实现了“冰火共存”的奇迹。

这一成就并非一蹴而就。自2006年首次放电以来，EAST已经完成了超过十五万次的实验，这背后是四代科研人员的坚守和努力。在早期缺乏经验和标准的情况下，他们克服了重重困难，突破了材料、工艺和控制算法等方面的难题，掌握了200多项核心技术，获得了2000多项专利。这一成就凝聚了他们的智慧与汗水。

放眼全球，核聚变研究已经进入了一个竞争与合作并存的新阶段。各国都在加紧研究和投入，争夺在这个领域的领先地位。中国在这方面也取得了显著的进展，并在国际聚变能源计划中承担了重要的角色。中国在EAST装置上的成就已经引起了世界的关注，并成为全球聚变研究的重要枢纽之一。同时中国也积极参与国际合作，与多个国家共同攻克燃烧等离子体难题。中国的目标是建立一个从基础研究到工程验证的完整聚变研发体系并最终实现商用并网发电的目标为中国在全球能源领域赢得重要地位已经指日可待。这一目标的实现将会给人类带来能源供给几乎无限碳排放趋近于零的新时代为人类社会的可持续发展注入新的活力尽管仍面临诸多挑战但EAST的每一次放电都在为这一未来积蓄能量。