在安徽合肥的科學(xué)島上,有一群不斷挑戰(zhàn)極限“造太陽”的人。他們的目標(biāo)就是希望未來有一天,聚變能商用的“聚變能源夢”在中國率先實(shí)現(xiàn),早日用聚變能點(diǎn)亮一盞燈。
6月1日,中國“人造太陽”現(xiàn)場。 吳蘭 攝
模仿太陽聚變反應(yīng)原理造一個“太陽”,被科學(xué)家們認(rèn)為是解決人類能源危機(jī)最佳方案,可為實(shí)現(xiàn)碳中和做出重要貢獻(xiàn)。
“這次EAST裝置實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行。”龔先祖研究員6月1日在接受媒體采訪時說,“這是EAST的第98958次放電,取得了上億攝氏度百秒量級的成果,標(biāo)志著中國在穩(wěn)態(tài)磁約束領(lǐng)域研究處于國際領(lǐng)先水平。”
6月1日,EAST控制大廳?!翘m 攝
龔先祖,EAST裝置實(shí)驗(yàn)運(yùn)行總負(fù)責(zé)人,中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所托卡馬克物理研究室主任。EAST是全超導(dǎo)托卡馬克裝置(東方超環(huán))的簡稱,被稱為中國的“人造小太陽”,近年來創(chuàng)造了多項(xiàng)托卡馬克運(yùn)行的世界紀(jì)錄,物理實(shí)驗(yàn)獲得的歸一化參數(shù)已接近未來聚變堆穩(wěn)態(tài)運(yùn)行模式所需要的物理?xiàng)l件。
“托卡馬克是在上世紀(jì)五十年代由前蘇聯(lián)人提出,經(jīng)過70年的全球科學(xué)家的共同努力,已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室驗(yàn)證了聚變能的科學(xué)可行性。”龔先祖說,EAST可為國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER及未來聚變托卡馬克研究做出重要的實(shí)質(zhì)性貢獻(xiàn),并進(jìn)而為人類開發(fā)和最終使用核聚變能做出重要貢獻(xiàn)。
據(jù)介紹,目前,EAST裝置是國際上唯一具備與ITER類似加熱方式和偏濾器結(jié)構(gòu)的磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置,是唯一能在百秒量級條件上全面演示和驗(yàn)證國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER未來400秒科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)裝置。
“從2006年的首輪放電,EAST實(shí)驗(yàn)中所取得的每個重要數(shù)據(jù)都存于腦海中。”龔先祖介紹說,“從第一次的新鮮好奇到這次擊案而起,真的難掩激動之情。98958次放電相當(dāng)于走了98958步,盡管每一次只是一小步。但這次邁出未來核聚變能源應(yīng)用的重要一小步。”
“上億攝氏度高溫等離子體條件下連續(xù)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行是未來聚變發(fā)電的必要條件。”龔先祖坦承,如何能夠把上億攝氏度高溫等離子體運(yùn)行提升至百秒量級或者是千秒量級,能滿足未來聚變堆要求,仍然面臨著許多挑戰(zhàn),而且難度和挑戰(zhàn)非常大。
“80后”的黃娟研究員是中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所托卡馬克物理研究室副主任,從事托卡馬克診斷核物理方面研究。她說:“EAST上有包括偏振干涉儀診斷等約70套診斷系統(tǒng),就相當(dāng)于一個醫(yī)生,診斷攻關(guān)其中的關(guān)鍵物理技術(shù)難點(diǎn)。”
“EAST的每一步的關(guān)鍵突破,我都見證了。”黃娟說,“聚變能商用的目標(biāo)實(shí)現(xiàn)起來還是很困難的,這次取得了重要成果是實(shí)現(xiàn)聚變能商用的一個階段性目標(biāo),但這只是個起點(diǎn),相信在年輕一代科研工作者的共同努力下,肯定能實(shí)現(xiàn)‘聚變能源夢’。”
5月28日,EAST裝置物理實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)了可重復(fù)的1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行和1.6億攝氏度20秒等離子體運(yùn)行,創(chuàng)造了托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行新的世界紀(jì)錄。