人造太阳：为开发核聚变能源探路（走近大科学(2)

除了科学实验难度高，作为集成系统，这个装置对工程配合要求也极高。据了解，整个大科学装置总共有48个窗口，零件数量相当于5架波音777飞机的零件总和。短短的数十秒运行中，任何一个零件失灵，任何一滴不该出现的水珠，任何一个停滞的环节，都会导致实验风险。科研人员不舍昼夜地实验、调试，就是希望能更精确掌握等离子体的基本特性，研究改进磁笼子的形态和性质，在看似杂乱无章的现象中发掘科学规律，提出长时间等离子体稳定约束的最佳运行方案。

大科学装置集高精尖技术于一身，其承载的意义早已不止追求科学目标本身。在东方超环这座大科学装置的牵引下，衍生出了一系列重要的创新成果，形成了超导技术、低温技术、等离子体技术、生物技术、材料技术、机器人技术等多个产业技术板块，推动一大批高新技术成果实现转移转化，实现了“一路摘瓜”“沿途下蛋”。

比如，质子和重离子放疗是目前国际公认最尖端的放射治疗技术，一直被发达国家所垄断。等离子体所利用大科学装置的超导技术，积极研制国内首套具有自主知识产权的医用超导质子癌症治疗系统，将大幅降低患者治疗费用。

此外，等离子体还能治疗皮肤病，有广谱抗菌、加速凝血、促进细胞增殖、无耐药性及副作用等优点；等离子体所将大科学装置离子束技术引入生物学科，致力于微生物新菌种的创制、发酵调控、产物分离分析及终端产品的研究和产业转化。

据介绍，我国的核聚变研究与国际基本同步，甚至在聚变某些技术领域确立了领跑地位，在超导、稳态控制、加热等方面巩固了中国特色。有国外期刊称赞“中国创造了聚变历史”“在这里科学价值得到极大体现”。

以东方超环项目为依托，科研人员参与了目前全球规模最大的国际科研合作项目

在国际科技合作方面，东方超环作为国际磁约束聚变装置中最前沿的国际开放平台之一，积极开展国际联合实验，促进了全面开放共享。

更重要的是，以这个项目为依托，我国科研人员参与了目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目ITER（国际热核聚变实验堆计划）。该计划的目标是在和平利用聚变能的基础上，探索聚变在科学和工程上的可行性。包含中国在内的多个国家参与了这个国家大科学项目，举多国合力向受控聚变实验堆迈进。

“东方超环很像ITER的缩小版，运行模式也都是采用了长脉冲高约束。我国科研人员在这个装置上摸爬滚打这么多年，每个材料都摸过，每个环节都练过，真正积累了等离子体运行的实际经验，能在科学原理和工程建设上为ITER提供宝贵参考经验。”宋云涛说。

当前，我国承担了ITER10%左右的采购包，其中七成由中科院合肥研究院等离子体所承担。科研人员勇于担当，直接争取到ITER最重要的核心设备“超导磁体”的建造任务。这个任务风险很大，但科研人员不畏艰难，高效高质交付了18个采购包制造内容，涵盖了ITER装置几乎所有关键部件, 由上百家科研院所和企业承担。大电流高温超导直流电缆、脉冲高压变电站首台主变压器……自主研发的各项设备运到欧洲，获得了合作伙伴的高度认可。也正因为他们的出色表现，我国直接拿下了整个装置的总装任务。2020年10月，ITER计划启动主体安装工作，我国科研人员恪守承诺，确保安装进度正常。

参与ITER项目十几年，我国科研团队获得了深度参与国际科研合作项目的机会，积累了建造“人造太阳”的经验，在材料科学、超导技术等领域研发能力得到进步，为中国建造聚变工程实验堆（CFETR）奠定了基础。

“许多研究物理的年轻人通过在ITER的历练，开阔了眼界，锻炼了本领，回国后成为‘挑大梁'的骨干。”宋云涛说，许多与合肥院合作的国内企业，在生产超导材料、打造零部件方面达到水平一流，积累了国际工程管理、国际合作经验；一些企业甚至走出国门，拿到了国际订单。

“作为东方超环的科研团队，我们感到责任重大、使命光荣。近期，我们希望通过努力，向超高温度更长时间的放电努力，产出一批原创性、战略性、集成性创新成果；长期而言，我们盼望着能够实现大科学装置能量输出大于输入，争取在2040年前后建成聚变电站，让千家万户早日用上核聚变能源，实现清洁能源梦想。”宋云涛说。（记者 刘诗瑶）

《 人民日报 》（ 2021年04月19日 第 19 版）

文章来源：《真空科学与技术学报》 网址: http://www.zkkxyjsxb.cn/zonghexinwen/2021/0419/679.html