在央視春晚合肥分會(huì)場(chǎng)的舞臺(tái)上,一座夸父雕像仿佛被賦予了生命,它緩緩伸出巨大的手掌,與演員們熱情擊掌,這一幕給觀眾留下了深刻印象。與此同時(shí),中國工程院院士萬元熙的亮相,更是引發(fā)了人們對(duì)“核聚變太陽”的無限遐想。他透露,人類對(duì)可控核聚變的探索,正朝著點(diǎn)亮萬家燈火的目標(biāo)穩(wěn)步前進(jìn)。
提及“太陽”,人們自然會(huì)想到天空中那顆熾熱的恒星。但這里的“太陽”,實(shí)則是指被形象地稱為“人造太陽”的可控核聚變裝置。太陽的能量源自其內(nèi)部的核聚變反應(yīng),在極端的高溫高壓環(huán)境下,氫原子聚變成氦原子,釋放出巨大的能量。而“人造太陽”的目標(biāo),正是模擬這一自然過程,為人類提供清潔、安全的能源。
為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),科學(xué)家們探索了多種方法,其中“托卡馬克”裝置備受矚目。它利用強(qiáng)大的磁場(chǎng)約束高溫等離子體,使其在螺旋形的“磁跑道”中穩(wěn)定運(yùn)行,從而達(dá)到核聚變的條件。這種裝置被視為人類對(duì)能源終極夢(mèng)想的追求——安全、清潔且?guī)缀跞≈槐M。核聚變所需的原料在自然界中極為豐富,如海水中的氫同位素氘和氚。據(jù)估算,一升海水中提取的氘,經(jīng)過聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量,足以與300升汽油相媲美。
中國的核聚變研究之路,充滿了艱辛與堅(jiān)持。上世紀(jì)70年代,當(dāng)這項(xiàng)研究剛剛起步時(shí),萬元熙等老一輩科學(xué)家們面臨著物資匱乏的困境。他們用生活物資換取國外的先進(jìn)裝置,在簡(jiǎn)陋的實(shí)驗(yàn)室里,親手制作線圈,不斷改造升級(jí)設(shè)備。經(jīng)過數(shù)十年的不懈努力,2006年,中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所成功建成了全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)。這個(gè)形似巨罐的裝置,擁有20多個(gè)子系統(tǒng)和近百萬個(gè)零部件,集成了200多項(xiàng)核心技術(shù),能夠在極端條件下運(yùn)行,為核聚變研究提供了強(qiáng)大的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
近年來,EAST實(shí)驗(yàn)不斷刷新世界紀(jì)錄。2025年1月,它成功實(shí)現(xiàn)了“億度千秒”的高質(zhì)量“燃燒”,這是人類首次在實(shí)驗(yàn)裝置上模擬出未來聚變堆運(yùn)行所需的環(huán)境。同年3月,位于四川成都的“中國環(huán)流三號(hào)”也取得了重大突破,首次實(shí)現(xiàn)了原子核和電子溫度均突破1億攝氏度的壯舉,標(biāo)志著中國在可控核聚變技術(shù)領(lǐng)域邁出了堅(jiān)實(shí)的一步。
然而,要真正造出具有實(shí)用價(jià)值的“人造太陽”,仍有許多挑戰(zhàn)需要克服。其中,反應(yīng)堆的配套設(shè)備研發(fā)是關(guān)鍵一環(huán),需要與核心技術(shù)同步精進(jìn)。在春晚合肥分會(huì)場(chǎng)的“夸父”大科學(xué)裝置園區(qū)內(nèi),一座巨大的夸父雕像矗立其中,這里正是為下一代“人造太陽”研制核心部件的地方。在園區(qū)的11號(hào)廠房?jī)?nèi),一個(gè)碩大的八分之一真空室靜臥中央,未來它將與其他七個(gè)部分精準(zhǔn)拼接,構(gòu)成下一代“人造太陽”的核心艙室。
值得一提的是,春晚節(jié)目中那些充滿未來感的場(chǎng)景,正是在“夸父”園區(qū)的曦和樓錄制的。用“曦和”來命名這座建筑,不僅因?yàn)槠渑c上古神話中“十個(gè)太陽的母親”羲和同音,更蘊(yùn)含了中國科學(xué)家對(duì)核聚變能源的美好憧憬。不遠(yuǎn)處,緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置(BEST)正在緊張組裝中,其建設(shè)現(xiàn)場(chǎng)曾因酷似科幻電影中的“行星發(fā)動(dòng)機(jī)”而引發(fā)廣泛關(guān)注。預(yù)計(jì)2027年底建成后,BEST將實(shí)際演示氘、氚等離子體的“燃燒”過程,有望在2030年前后見證“核聚變點(diǎn)亮的第一盞燈”。











