期刊-2025-12

“夸父”逐日凝聚变之光

2025年12月26日

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因原材料能从海水中直接提取,且清洁安全,可控核聚变被认为是解决人类能源问题的终极方案。为了将我国在核聚变领域半个多世纪的探索研究,从理论上的“可行”转化为工程上的“可用”,我国在安徽合肥设计建造了大科学装置——聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”项目。

回首2025年,“夸父”园区十余个流线型的厂房内,好消息接连不断:6月,低杂波电流驱动系统通过专家组测试与验收;9月,国产离子回旋加热系统研制成功;10月,世界最大环向场磁体线圈盒顺利交付……项目不仅取得多项进展,更打破世界纪录,将人类点亮“聚变发电”的终极梦想照进现实。

作为聚变堆堆芯的“守门人”,偏滤器承担着排出聚变产物、导出热量、控制杂质的关键任务,长期处于极端复杂的服役环境中。10月13日,“夸父”偏滤器原型部件通过专家组测试验收结果显示,该部件不仅是国际上尺寸最大的同类部件,更具备20兆瓦每平方米的超高稳态热负荷能力,相当于为聚变堆打造了一面“超级盾牌”。

此外,项目团队依靠自主研发,成功实现100千安培高温超导电流引线的“设计-材料-工艺-测试”全链条国产化。其稳态载流能力突破100千安培,创造世界纪录。这一成果为大型聚变装置超导磁体系统的建设和运行奠定了坚实的技术基础。

当工程系统被逐个攻克,一个更根本的挑战悄然浮现:纵使造出了约束上亿度高温的“磁笼”和精准维护的“机械手”,如何确保未来聚变堆的装置在极端环境下,能稳定运行数十年?团队通过攻坚打造出一台超导直线等离子体装置“赤霄”,聚变堆壁材料及部件需要在“赤霄”模拟的极端环境中经受严苛的测试。为此,团队钻入庞大的真空舱室,亲手安装与调试,在反复的失败与修复中,完成了设计、加工、安装到联调的全过程。

这一切以“夸父”为枢纽的攻坚与突破,其意义远不止于中国聚变工程的自主自强。它所构建的,是一个真正面向全球、开放共享的“能源实验场”。这里不仅与全球50多个国家、120余家科研机构建立了稳定的合作关系,还相继落成中法、中俄、中美等国际联合研究中心。这背后,是中国聚变领域科学家们一以贯之的信念:终极能源的梦想,属于全人类;通往梦想的道路,应由全人类携手开拓。从共享实验装置,到与多国共同发布《合肥聚变宣言》,中国正以实际行动,将“构建人类命运共同体”的理念,熔铸在追逐“人造太阳”的每一束光、每一次合作中。