半月談記者 陳 諾 徐海濤 何曦悅

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想做這樣的事。他們日夜相伴的中國“人造太陽”全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)，目標只有一個：讓家家戶戶都掌握太陽的開關，讓人類歷史徹底翻過能源危機這一頁。

聽起來離我們還很遙遠，不過，中國“人造太陽”可是不斷在進步。

千秒時刻至，聚變希望生

2025年1月20日下午，EAST控制大廳的大屏幕上，裝置內部的紅光不住閃爍。“998、999、1000……”隨著計時器突破4位數，沉寂的大廳一下爆發出掌聲，現場的科研人員紛紛起立歡呼：EAST終于實現了1億攝氏度1066秒高約束模等離子體運行。世界紀錄，就此刷新。

太陽之所以發光發熱，源于其內部的核聚變反應，“人造太陽”顧名思義，就是要造出一個“太陽”實現聚變發電。核聚變材料在地球上極豐富，且排放無污染，在許多人看來是打開“能源自由”之門的鑰匙。

可是怎樣才能讓核聚變日用可及呢?

EAST選擇的技術路線——磁約束核聚變，簡單來說，就是打造一座“磁籠子”，把等離子體約束起來，“同時創造聚變需要的條件，并且設法長時間維持下去，讓核聚變反應能夠持續發生，向外穩定輸出能量。”中國科學院合肥物質科學研究院副院長、等離子體物理研究所(簡稱等離子所)所長宋云濤表示，這是目前公認最有希望的聚變技術。

2006年，中國自主建成EAST，這個形似巨罐的大家伙有22個子系統、近百萬個零部件，擁有核心技術200多項，集“超高溫”“超低溫”“超強磁場”“超高真空”“超大電流”等極端條件于一身。過去幾年里，EAST的長脈沖高約束模運行時間不斷延長，先后實現了60秒、100秒、403秒等重大突破。

EAST物理實驗總負責人龔先祖在控制大廳監測實驗數據 杜宇 攝

1000秒，是聚變發電的一道門檻。“聚變反應達到千秒量級，就能夠較好地實現自我維持。”宋云濤說，這意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆高效穩態運行的必備條件。

當然，這距離造出真正有實用價值的“人造太陽”，還有很長的路。尤其重要的是，反應堆的配套設備，需要不斷打磨，與核心技術一道精進。

科學島以北，名為“夸父”的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施園區建設正酣，這是為未來聚變實驗堆和工程堆研制核心部件和關鍵子系統的國家重大科技基礎設施所在。

走進其中一間廠房，“夸父逐日”的壁畫下，一個高20米、重5600噸，形如“橘子瓣”的物件映入眼簾。它叫1/8真空室，未來，8個這樣的“橘子瓣”合而為一，下一代“人造太陽”將在其中“燃燒”。

今年1月14日，園區內的強流直線等離子體裝置“赤霄”通過專家驗收，這座得名于中國古代名劍的裝置每平方米每秒鐘可極速噴射出10的24次方個——即億億億個粒子，一次可連續運行24小時以上。我國成為荷蘭之后國際上第二個擁有此類裝置的國家。

去年年底，“夸父”園區還建成了國際尺寸最大、實驗條件最完善的大型超導磁體動態性能測試系統。“‘夸父’裝置啟動建設以來，已完成80余個關鍵里程碑建設任務，主體工程進度完成83%。”中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所團委書記葉華龍介紹，到2025年底“夸父”將全部完成建設。

昔日旁聽者，已是“打樣”人

不久前在瑞士閉幕的2025達沃斯論壇上，“先進核技術”是流行詞之一，與會專家普遍認為，小型模塊化反應堆和核聚變，是人類未來清潔能源的重要解決方案。為實現這一夢想，多國竭盡全力，意欲摘取可控核聚變技術這一能源技術“皇冠上的明珠”。

中國投入磁約束核聚變研究，始于上世紀70年代。當年“背著饅頭出國學習”的國際會議門外漢，如今已是世界級聚變研究會議的座上賓。歐盟聚變委員會主席托尼·多恩說，相對于歐美國家，中國的聚變研究盡管起步較晚，但效率和進展令人驚嘆。

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置 黃博涵 攝

2006年，中國正式成為全球最大“人造太陽”國際熱核聚變實驗堆(ITER)的參與方。在這個全球各國共同“種太陽”的國際大科學工程計劃中，等離子體所是中方任務主要承擔單位之一。宋云濤說，近20年過去，等離子體所已與全球50多個國家超過120家科研機構建立了穩定的交流合作關系，還助力眾多探索核聚變的新興國家建設相關學科和裝置。

2024年年初，以ITER實驗運行部門負責人為首的百余名中外科學家來到EAST開展聯合物理實驗，為ITER的未來運行“打樣”，提前演練未來技術難題的攻堅之道。

聚變熊熊火，創新滿天星

實際上，EAST的工作，已經與我們的生活有了鏈接。

春節期間，當合肥市民外出采買年貨、走親訪友時，也許少有人知道，“人造太陽”在為他們幫忙。安徽中科太赫茲科技有限公司出品，多臺脫胎于“人造太陽”核心技術的安檢儀已布設于市區數處人流密集場所，保障節日安全。

公司總經理王宏北這樣解釋：“太赫茲技術本用于監測‘人造太陽’內部上億攝氏度‘火球’的運行，用于安全檢測只是‘牛刀小試’，我們還打算將之拓展到腦機接口等技術的研發。”

在距離“夸父”裝置不遠處的合肥中科離子醫學技術裝備有限公司，科研人員基于“人造太陽”研制中發展的超導、射頻等技術，自主研發出質子治療系統，可精確高效治療人體腫瘤。目前該系統已完成調試，計劃2025年上半年啟動臨床實驗。

正在“夸父”裝置現場工作的青年科學家陳曉嬌，很樂意向人分享他們團隊新成果的轉化進展。基于“夸父”裝置采取的“超大電流”技術，他們團隊研發出新型智能微網控制系統，可用于解決當下新能源接入及消納問題。

據了解，下一代“人造太陽”中國聚變工程實驗堆已完成工程設計。中國磁約束核聚變路線圖，已然指向世界首個聚變示范電站。有生之年，一盞由聚變能點亮的燈火，也許就在你我案頭。