科學島上“造太陽”，創造世界新紀錄

萬物生長靠太陽，是常識。人類可以復刻太陽的神奇力量嗎？安徽合肥科學島上的一群科學家就在做這樣的事。1月20日，我國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）首次完成1億攝氏度1000 秒“高質量燃燒”，創造新的世界紀錄。

“天方夜譚”變成現實

“托卡馬克”這一科學概念最早由蘇聯科學家在20世紀50年代提出。它模擬太陽內部核聚變產生巨大能量，因此也被稱為“ 人造太陽”。1968年，蘇聯T-3裝置實現了1000萬攝氏度等離子體放電，轟動了整個核聚變界。

當時就職于中國科學院物理研究所的陳春先敏銳注意到這一巨大成就。1970年，他瞅準機會，在討論中國科學院第4個五年計劃時提出，利用中國科學院安徽光學精密機械研究所閑置的八號電感線圈建設一個熱核反應實驗裝置，可以大大節省經費。

中國科學院經過慎重考慮，在1973年同意在合肥建立“受控熱核反應研究實驗站”，并從院內外調集110 名相關專業人員。就這樣，“人造太陽”的火種落戶合肥。

1978年9月，實驗站正式升級，中國科學院等離子體物理研究所（以下簡稱等離子體所）應運而生。隨后幾年，陳春先從全國各地挖來一批高材生，陸續建成HT-6B、HT-6M 和HT-7三代裝置。為了維持更穩定的強磁場、實現長脈沖等離子體，建設全超導托卡馬克裝置勢在必行。然而，當等離子體所在1990年前后提出這一想法時，卻遭遇重重阻力，一些人甚至認為那是“天方夜譚”。

因為超導托卡馬克又燒錢、又缺技術，國際上并沒有先例，而我國當時每年只能生產三五十公斤超導線圈，對建裝置需要的20多噸線圈來說，簡直是杯水車薪。

經過大家多方奔走呼吁，HT- 7U（后更名為EAST）大科學工程在1998年7月正式通過國家立項，獲批經費1.65億元。業內專家清楚，僅靠這些經費，這個項目是干不成的。但項目負責人萬元熙有辦法，他派出一個小組在全世界尋找可用的超導材料，最終在俄羅斯的一處庫房中找到可用的廢棄線材。

但是，如何把這些0.8毫米直徑、公里級長度的超導股線加工成沒有任何瑕疵的超導線，又成為一個新問題。團隊專門請來的外國專家也束手無策。最終，團隊依靠自身力量，在嘗試了無數種失敗方案后，終于實現了上千米長的超導線百分之百不斷線。

2006年6月，EAST工程調試一次性成功，后來居上成為國際上建成的第一臺非圓截面全超導托卡馬克實驗裝置，自主研制率達90%以上。

“短一塊板都不行”

為加快可控核聚變的研究進程，國際上幾個主要國家于1985年發起ITER 計劃。中國2006年正式加入ITER。“當時國際上超導材料的設計、分析、加工水平都領先我們一大截。”等離子體所應用超導工程技術研究室主任秦經剛回憶，中國加入ITER 的初衷是全方位學習。

2013年，時任等離子體所副所長傅鵬將該研究組去法國ITER訪問的第一個機會交給了該所研究生郭斌。當時郭斌只是負責冷卻等輔助系統，而非核心技術。但傅鵬堅持：“EAST的輔助系統是塊短板，必須補齊。”

在法國工作的6年里，郭斌抓住一切學習機會，從無人問津的“小透明”成長為拿到ITER正式職位的冷卻系統專家。2020年，等離子體所準備對EAST 進行重大性能提升，以沖擊創造世界紀錄的高參數。一聲來自科學島的召喚，讓郭斌毫不猶豫選擇回國，很快將水冷系統的性能提升3至4倍。

2023年，EAST的下一代裝置——緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）在合肥開工建設，有望在國際上首次演示聚變能發電。這給了中國科學家超越國際最高水平、大膽往前走的勇氣。

在ITER的帶動下，中國相關產業快速發展，再也不用去別人的倉庫中找廢料。如今ITER 項目中約30%的超導體、超過70%的磁體電源、100%的超導饋線都是中國制造。（摘自《中國科學報》陳歡歡、王敏/文）