11月24日，燃燒等離子體國(guó)際科學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目在合肥宣布正式啟動(dòng)；緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST研究計(jì)劃也同步面向國(guó)際聚變領(lǐng)域啟動(dòng)。來(lái)自法國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、意大利等10多個(gè)國(guó)家的聚變科學(xué)家齊聚，共同簽署了《合肥聚變宣言》，呼吁加強(qiáng)國(guó)際合作，共同推進(jìn)聚變能源研發(fā)。
近日，緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST進(jìn)行杜瓦底座落位安裝。記者 徐旻昊 攝
這兩項(xiàng)國(guó)際合作既為全球核聚變研究按下“快進(jìn)鍵”，也讓世界看到，合肥這座匯聚全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST、聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施CRAFT等裝置和平臺(tái)的創(chuàng)新之城，已崛起成為國(guó)際聚變研究的重要基地。
“人造太陽(yáng)”正在這片創(chuàng)新的熱土上冉冉升起。
解決下一個(gè)更有挑戰(zhàn)的難題
核聚變，是一種理想的清潔能源，其原理與太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱的機(jī)制相同。在太陽(yáng)內(nèi)部，高溫高壓的環(huán)境使得氫原子核能夠融合成氦原子核，釋放出巨大的能量。如果人類能夠在地球上實(shí)現(xiàn)核聚變，那么將獲得一種幾乎無(wú)限且清潔安全的能源。
經(jīng)過(guò)國(guó)際聚變科學(xué)界數(shù)十年的合作與發(fā)展，聚變研究取得了一系列重大突破。今年年初，中國(guó)“人造太陽(yáng)”EAST裝置再創(chuàng)世界紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)億度千秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行；聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施項(xiàng)目CRAFT穩(wěn)步推進(jìn)，一項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵子系統(tǒng)逐步驗(yàn)收……
當(dāng)下，聚變研究依然面臨諸多重大挑戰(zhàn)，需要凝聚全球科學(xué)家的智慧與力量，開(kāi)展更為務(wù)實(shí)、更為緊密、更為開(kāi)放的國(guó)際交流與合作。
“EAST裝置主要是做穩(wěn)態(tài)等離子體，是讓等離子體實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)脈沖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。過(guò)去20多年，我們已經(jīng)進(jìn)行了15萬(wàn)次放電，通過(guò)與美國(guó)、韓國(guó)等合作，解決了在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，控制等離子體的難題。”中國(guó)科學(xué)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)宋云濤說(shuō)，BEST研究計(jì)劃是要解決下一個(gè)更有挑戰(zhàn)的難題——實(shí)現(xiàn)等離子體的氘氚自持燃燒。這是聚變工程研究的關(guān)鍵，意味著核聚變像“火焰”一樣，由反應(yīng)本身產(chǎn)生的熱量來(lái)維持，是未來(lái)持續(xù)發(fā)電的基礎(chǔ)。
共同推進(jìn)核聚變研究
中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所牽頭發(fā)起燃燒等離子體國(guó)際科學(xué)計(jì)劃，中歐聚變研究團(tuán)隊(duì)面向全球共同發(fā)布BEST研究計(jì)劃，這兩項(xiàng)計(jì)劃將通過(guò)設(shè)立開(kāi)放科研基金、組織國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、搭建聯(lián)合實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、吸引外籍人才來(lái)華合作、建設(shè)國(guó)際化人才隊(duì)伍等方式，進(jìn)一步整合國(guó)際聚變領(lǐng)域的合作資源，用國(guó)際聚變科學(xué)家的智慧力量研究聚變物理前沿問(wèn)題。
BEST裝置作為我國(guó)下一代“人造太陽(yáng)”，承擔(dān)“燃燒”使命。根據(jù)研究計(jì)劃，該裝置建成后將進(jìn)行氘氚燃燒等離子體實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證其長(zhǎng)脈沖穩(wěn)態(tài)運(yùn)行能力，力求聚變功率達(dá)到20兆瓦至200兆瓦，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量，演示聚變能發(fā)電。
“BEST研究計(jì)劃將開(kāi)啟燃燒等離子體物理研究，這對(duì)于聚變研究來(lái)說(shuō)是非常關(guān)鍵的一步，計(jì)劃的發(fā)布也彰顯了國(guó)際科學(xué)家共同推進(jìn)核聚變研究的協(xié)作精神。”法國(guó)原子能委員會(huì)磁約束聚變研究所所長(zhǎng)布卡洛西表示，近二十年來(lái)，多次來(lái)到合肥開(kāi)展學(xué)術(shù)交流，能在這里見(jiàn)證頂尖設(shè)施的飛速發(fā)展，深感榮幸，也期待未來(lái)能夠開(kāi)展更多合作。
“自核聚變研究誕生之初，這項(xiàng)領(lǐng)域就是跨國(guó)界的協(xié)作事業(yè)。由于其復(fù)雜性，必須通過(guò)跨國(guó)界、跨實(shí)驗(yàn)室、跨機(jī)構(gòu)的深度合作才能攻克這一重大難題。”國(guó)際核聚變領(lǐng)域資深專家、英國(guó)著名科學(xué)家艾倫·科斯特利認(rèn)為，目前，聚變實(shí)驗(yàn)裝置已能產(chǎn)生聚變能量，但尚不足以滿足全球人類的能源需求，通過(guò)研發(fā)的穩(wěn)步推進(jìn)，未來(lái)幾十年內(nèi)將實(shí)現(xiàn)這一重要突破。
國(guó)際聚變研究的重要基地
當(dāng)天，十多個(gè)國(guó)家的聚變科學(xué)家共同簽署了《合肥聚變宣言》，倡議開(kāi)放共享與合作共贏，鼓勵(lì)聚變領(lǐng)域的科研人員到合肥開(kāi)展聚變合作研究，共同開(kāi)創(chuàng)聚變能源的美好未來(lái)，實(shí)現(xiàn)人類的終極能源夢(mèng)想。
為什么在合肥開(kāi)啟“聚變之約”？
“經(jīng)過(guò)半個(gè)世紀(jì)的創(chuàng)新積累和蓬勃發(fā)展，合肥科學(xué)島成為國(guó)際聚變研究的重要基地。擁有全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST等大科學(xué)裝置，還有正在建設(shè)、將面向世界開(kāi)放的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)——聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施CRAFT，這些裝置和實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是解決前沿技術(shù)難題的利器。”宋云濤說(shuō)，想要更好地發(fā)揮大科學(xué)裝置集群作用，需要全球聚變領(lǐng)域的科學(xué)家手拉手、肩并肩共同合作，攜手解決聚變能面臨的科學(xué)和工程問(wèn)題。
開(kāi)放合作，才能讓聚變研究行穩(wěn)致遠(yuǎn)。圍繞大科學(xué)裝置建設(shè)運(yùn)行，中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所已與50多個(gè)國(guó)家120余家科研機(jī)構(gòu)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，托卡馬克裝置成為開(kāi)放共享大科學(xué)裝置標(biāo)桿，入選全球研究基礎(chǔ)設(shè)施高官會(huì)、國(guó)際經(jīng)合組織和金磚國(guó)家大科學(xué)裝置開(kāi)放目錄或典型案例。
合肥科學(xué)島還深度參與國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆ITER計(jì)劃近20年，是ITER中國(guó)工作組重要單位之一。ITER組織對(duì)此給予高度贊譽(yù)，稱其為該計(jì)劃的順利推進(jìn)作出了重要貢獻(xiàn)。
“早在ITER項(xiàng)目啟動(dòng)之初，這種多方合作模式就已形成，從那時(shí)起，秉持著協(xié)作精神，多方在緊密配合的合作框架下持續(xù)推進(jìn)聚變研究。”布卡洛西表示，如今，《合肥聚變宣言》不僅延續(xù)了這一合作傳統(tǒng)，更將推動(dòng)現(xiàn)有成果向更高水平發(fā)展。可以說(shuō)，這種持續(xù)協(xié)作的模式對(duì)核聚變技術(shù)的成功應(yīng)用至關(guān)重要。
從EAST裝置一次次刷新紀(jì)錄地穩(wěn)態(tài)運(yùn)行，到BEST計(jì)劃向燃燒等離子體發(fā)起挑戰(zhàn)，再到CRAFT設(shè)施為未來(lái)聚變堆鋪就基石，合肥科學(xué)島以其扎實(shí)的技術(shù)積累和開(kāi)放的胸懷，成為全球聚變研究版圖的一塊重要拼圖。站在新的起點(diǎn)，合肥將與全球伙伴一道，共同邁向開(kāi)發(fā)聚變能源的新征程。
（記者 鹿嘉惠）
責(zé)任編輯：王振華
