中国独立设计！第一个全超导“人造太阳”全球开放

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中法核聚变合作周本周在安徽合肥中国科学院等离子体物理研究所正式开幕。东方是世界上第一个完全超导的“人造太阳”实验装置，由中国科学家独立设计和建造，是完全开放的，并与世界共享。

在发展被称为“人造太阳”的核聚变能源的道路上，中国已经从“追逐者”和“赛跑者”成长为具有强大国际输出能力的“领导者”。科学家几十年的“日复一日”的艰辛是他们希望核聚变能在中国点燃的第一盏灯。

每天开始

煤、天然气、石油和其他化石能源最终将被耗尽，因此人类未来的命运将集中于寻找更持久的清洁能源。海水中的同位素氘和氚在聚合成氦原子的过程中会释放出巨大的能量，这类似于太阳产生光和热的过程。

如果人类掌握了核聚变能源，他们将拥有可使用数十亿年的清洁能源。因此，受控热核聚变实验装置被称为“人造太阳”，这是地球寻找能源出路的希望。

中国工程院院士李建刚回忆起“日复一日”之旅的开始，他的心里仍然充满了激动:“中国拥有的第一台半超导核聚变装置是在90年代从国外引进后改造和发展起来的。”

在初始阶段，中国只能向前看领导人的脚步，通过跟随和模仿困难前进。为了研究这个装置，中国科学家拆除了它的所有部件，研究了它的结构和技术，然后重建和发展了它。

“中国应该有自己的核聚变实验装置！科学家不是要写几篇报告，而是要在1200年后真正解决我们的能源问题。”中国科学家已经发出了这样的呼吁。一队想为国家和人类的命运负责的科学家走上前来。这个200多人的团队的平均年龄不到40岁。

“并排运行”

“当中国声称要用2000万美元建造一个完全超导的核聚变装置时，国际学术界没有人相信。”李建刚说。

1998年，等离子体研究所成立了一个团队，目标是建造世界上第一个完全超导的非圆形截面核聚变装置东方，其中文名称为“东方超级环”，对中国科学界寄予厚望。

等离子体研究所已经建立了12个研究实验室和两个技术支持中心来逐一克服困难。绝缘体是核心部件，只有圆珠笔那么大。有数百个组件，国外报价是几千美元。科学家咬紧牙关:“太贵了，我们自己做不了！”

为此，潘万江博士带领一个团队，历时3年，最终研制成功了绝缘子。

然而，导体开发、水冷系统、精密加工...困难一个接一个，但失败一个接一个。

一些科学家为了在国外解决技术难题时省钱，宁愿每天在冰雪中行走40多分钟。这位年近古稀的老科学家在高温下晕倒在实验室里，当他醒来的第一句话就是问他的工作进展如何...

2006年9月，中国自主设计建造的east首次完成并成功放电，获得了电流200 kA、时间近3秒的高温等离子体放电。与国际同类实验装置相比，它当时获得了四项世界第一，即资金使用最少、建设速度最快、运行最早、运行后等离子体放电最快。

正是在这个时候，中国被吸收为国际热核聚变实验堆计划的七方合作成员之一，该计划由美国、法国和其他国家在1980年代中期发起，旨在建造世界上第一个受控热核聚变实验堆。

“现在每年都有成千上万的外国科学家来我们的国际合作，而十年前，我们出国是为了向别人学习。”中国科学院等离子体研究所常务副所长宋运涛说。

引领世界，渴望用核聚变能源点亮第一盏灯

核聚变实验堆的设计和建造是一项非常复杂和艰巨的工程。宋运涛说，east的建成使中国走在了超导技术的世界前列，但也有必要为iter项目贡献中国的力量，为中国未来建设自己的核聚变商业实验堆奠定基础。"关键技术和组件必须100%本地化！"

他说中国科学家开始解决许多世界级的问题。例如，未来核聚变实验堆的等离子体中心温度必须达到1亿度，这就需要大功率的辅助加热设备，相当于世界上最大的微波炉，其功率是普通家用微波炉的几万倍。这位中国科学家在2015年独自完成了它。

“我们花了将近十年的时间在不断改进east上，现在这个设备中的几乎每个组件都是我们自己制造的。” 李建刚说:“2016年1月，east成功实现了电子温度超过5000万度、持续时间为102秒的超高温长脉冲等离子体放电。这是国际托卡马克实验装置中电子温度达到5000万度时最长的等离子体放电。5000万度是什么概念？它几乎是太阳中心温度的三倍。”

宋运涛说，等离子体研究所还承担了国际热核聚变实验堆计划9%的采购包任务。到目前为止，中国科学家已经克服了购买包装时遇到的所有技术困难。

iter在中国交付的采购包组件已经实现了100%的本地化，并且所有组件都一次性100%合格并按时交付。国际热核聚变实验堆的两位总干事对中国的评价是:“中国在采购包的研发和生产方面领先于所有各方。”

“在我的一生中，我在人造太阳上做了近20万次实验，有近4万次失败了。这是一个非常漫长的过程。虽然100秒的放电距离1000秒和10000秒还很远，但距离无限的商业用途还很远，但我们将继续下降。”55岁的李建刚院士说:“我的梦想是，在我有生之年，一个灯泡将被核聚变点燃，而这个灯泡必须在中国！”

来源：零点娱乐时刊