這個(gè)夏天，坐落于安徽合肥西郊科學(xué)島上的大科學(xué)裝置——全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（以下簡(jiǎn)稱EAST）又迎來(lái)了一輪“小考”，國(guó)內(nèi)外多個(gè)研究機(jī)構(gòu)的近百份實(shí)驗(yàn)提案將在這里找到答案。

　　作為核聚變領(lǐng)域的“學(xué)霸”，EAST近年來(lái)“大考”佳績(jī)不斷，屢創(chuàng)世界紀(jì)錄：2016年，實(shí)現(xiàn)超5000萬(wàn)攝氏度102秒等離子體運(yùn)行；2017年，實(shí)現(xiàn)101秒高約束模等離子體運(yùn)行；2021年，實(shí)現(xiàn)1.2億攝氏度101秒等離子體運(yùn)行；今年4月12日，又成功創(chuàng)造了403秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行新的世界紀(jì)錄……

　　實(shí)際上，我國(guó)核聚變研究起步要比其他國(guó)家晚20多年，但如今國(guó)際上其他聚變裝置的運(yùn)行時(shí)間均未達(dá)到百秒級(jí)，因此EAST的奮勇向前是在跟自己競(jìng)賽。近日，《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者走進(jìn)科學(xué)島——中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院所在地，探尋中國(guó)核聚變研究從跟跑到并跑再到部分領(lǐng)跑的“逆襲”之路。

　　全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置。等離子體所供圖

　　依托大科學(xué)裝置

　　“這主要得益于中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所（以下簡(jiǎn)稱等離子體所）始終把依托大科學(xué)裝置的基礎(chǔ)研究作為發(fā)展引擎?！钡入x子體所副所長(zhǎng)胡建生說(shuō)，這是EAST成為“學(xué)霸”的一大秘訣。

　　所謂大科學(xué)裝置，是國(guó)家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施的重要組成部分，是為高水平研究活動(dòng)提供長(zhǎng)期運(yùn)行服務(wù)的大型設(shè)施。上世紀(jì)90年代初，我國(guó)引進(jìn)已停機(jī)的蘇聯(lián)托卡馬克裝置進(jìn)行根本性改造，建成中國(guó)第一代超導(dǎo)托卡馬克裝置。在此基礎(chǔ)上，中國(guó)科學(xué)院自主設(shè)計(jì)研制并于2006年正式建成世界首臺(tái)EAST。

　　核聚變是兩個(gè)較輕的原子核聚合生成較重的原子核、釋放巨大能量的核反應(yīng)過(guò)程。太陽(yáng)就是一種天然的聚變體，50億年來(lái)源源不斷釋放光和熱。而EAST就是模仿太陽(yáng)原理，因此被形象地稱為“人造太陽(yáng)”。

　　“人造太陽(yáng)”被認(rèn)為是人類能源供應(yīng)的終極夢(mèng)想，但由于技術(shù)難度太大，商業(yè)化運(yùn)行仍有較長(zhǎng)的路要走。對(duì)于科研人員來(lái)說(shuō)，這意味著要數(shù)十年如一日地甘坐“冷板凳”。

　　2013年7月17日，習(xí)近平總書(shū)記在視察中國(guó)科學(xué)院時(shí)，對(duì)中國(guó)科學(xué)院未來(lái)發(fā)展提出“四個(gè)率先”要求，其中明確提出要“率先實(shí)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展”。這對(duì)EAST研究團(tuán)隊(duì)來(lái)說(shuō)，正是行動(dòng)指南。

　　胡建生表示，十年來(lái)，等離子體所在習(xí)近平總書(shū)記“四個(gè)率先”要求引領(lǐng)下，充分發(fā)揮EAST作用，在物理實(shí)驗(yàn)和工程技術(shù)兩方面取得多項(xiàng)標(biāo)志性成果。

　　在物理實(shí)驗(yàn)成果上，EAST先后創(chuàng)造了10余項(xiàng)世界紀(jì)錄；在工程技術(shù)方面，研究團(tuán)隊(duì)解決了超導(dǎo)磁體、真空、診斷、波加熱、低溫、材料等技術(shù)集成問(wèn)題。由于EAST是國(guó)際上第一個(gè)采用全超導(dǎo)磁體的聚變裝置，因此很多獨(dú)創(chuàng)技術(shù)被國(guó)際同行借鑒。同時(shí)，EAST作為成熟的“實(shí)驗(yàn)基地”，為國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）運(yùn)行和我國(guó)自主建設(shè)運(yùn)行未來(lái)聚變堆奠定了重要的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。

　　此外，由EAST牽引，等離子體所在超導(dǎo)、低溫、等離子體材料等多方面衍生出一批高新技術(shù)成果，并實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。目前，利用EAST衍生的相關(guān)技術(shù)，等離子體所正在研制國(guó)內(nèi)首套具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的醫(yī)用超導(dǎo)質(zhì)子癌癥治療系統(tǒng)。該系統(tǒng)投入使用后，廣大癌癥患者的治療費(fèi)用有望減半。

　　建設(shè)高水平人才團(tuán)隊(duì)

　　“科技創(chuàng)新離不開(kāi)人才支撐。”胡建生說(shuō)，在建設(shè)和運(yùn)行EAST的過(guò)程中，等離子體所集聚培養(yǎng)了一大批懂科學(xué)、懂技術(shù)、懂工程、懂管理的優(yōu)秀人才，而這正是EAST屢創(chuàng)世界紀(jì)錄的第二個(gè)秘訣。

　　2021年，在國(guó)外求學(xué)7年的張偉毅然回國(guó)加入等離子體所微波技術(shù)研究室。國(guó)外的經(jīng)歷讓他認(rèn)識(shí)到，目前國(guó)內(nèi)核聚變研究還有不足，而他在國(guó)外學(xué)習(xí)到的知識(shí)正好能為我國(guó)磁約束核聚變研究作出貢獻(xiàn)。

　　“等離子體所是一個(gè)溫暖的、有人情味的地方，大家各司其職、友好互助，常常會(huì)一起探討學(xué)術(shù)問(wèn)題，科研氛圍濃厚?！睆垈ジ嬖V《中國(guó)科學(xué)報(bào)》。

　　十年來(lái)，等離子體所堅(jiān)持“外引內(nèi)培”相結(jié)合，構(gòu)建高水平人才團(tuán)隊(duì)。所謂“外引”，是發(fā)揮大科學(xué)裝置人才集聚效能，面向全球公開(kāi)招聘；所謂“內(nèi)培”，是結(jié)合全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)、中國(guó)科學(xué)院國(guó)際合作試點(diǎn)項(xiàng)目培養(yǎng)優(yōu)秀人才。

　　例如，設(shè)立“揭榜掛帥”課題，讓優(yōu)秀青年承擔(dān)關(guān)鍵任務(wù)，激發(fā)青年人才活力；依托國(guó)際合作試點(diǎn)、ITER項(xiàng)目等，每年派遣百余名青年骨干到海外學(xué)習(xí)交流，培育支持青年骨干成長(zhǎng)；與高校開(kāi)展聯(lián)合培養(yǎng)，設(shè)立共享A+學(xué)科、王淦昌英才班等發(fā)現(xiàn)好苗子，為核聚變領(lǐng)域儲(chǔ)備創(chuàng)新型、復(fù)合型人才。

　　目前，EAST研究團(tuán)隊(duì)以“80后”“90后”為主，平均年齡35歲。除為年輕人創(chuàng)造良好的科研環(huán)境外，等離子體所還為他們解除生活上的后顧之憂，積極提供“精神補(bǔ)給”。如舉辦科學(xué)家講壇、主題黨日等活動(dòng)，弘揚(yáng)老一輩科學(xué)家精神，引導(dǎo)青年科研工作者科教報(bào)國(guó)。

　　多年來(lái)，等離子體所凝聚形成了一個(gè)“特別能戰(zhàn)斗、特別能打硬仗、值得信賴的科研團(tuán)隊(duì)”，2次獲得國(guó)家科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)、4次獲得國(guó)際科技合作獎(jiǎng)。

　　堅(jiān)持開(kāi)放共享、國(guó)際合作

　　在等離子體所工作的人常常有種感受：科學(xué)島離市中心很遠(yuǎn)，但離世界很近。胡建生說(shuō)，這是第三個(gè)秘訣——堅(jiān)持開(kāi)放共享，擴(kuò)大國(guó)際科技交流合作。

　　“我來(lái)中國(guó)已有30多次，不僅在EAST上做實(shí)驗(yàn)，還會(huì)給科學(xué)島上的學(xué)生做一些講座?！比毡緡?guó)立聚變科學(xué)研究所教授森田茂說(shuō)。每年，有近千名像森田茂一樣的國(guó)外研究人員到科學(xué)島來(lái)交流合作。

　　十年來(lái)，EAST成為國(guó)家開(kāi)放共享大科學(xué)裝置的標(biāo)桿之一，入選全球研究基礎(chǔ)設(shè)施高官會(huì)、經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織、金磚國(guó)家大科學(xué)裝置開(kāi)放目錄或典型案例。就在今年5月6日，中國(guó)科學(xué)院首個(gè)開(kāi)放創(chuàng)新試點(diǎn)——磁約束聚變能研究開(kāi)放創(chuàng)新試點(diǎn)落戶科學(xué)島。

　　目前，等離子體所與40多個(gè)國(guó)家的120多家科研機(jī)構(gòu)建立了穩(wěn)定的交流與合作關(guān)系：中美國(guó)際托卡馬克合作研究中心、國(guó)際聚變能聯(lián)合中心等相繼落成并運(yùn)行，不斷產(chǎn)出具有國(guó)際影響力的重要?jiǎng)?chuàng)新成果；幫助東南亞、西亞、南美、北非等核聚變新興國(guó)家建設(shè)相關(guān)學(xué)科和實(shí)驗(yàn)裝置。

　　胡建生透露，我國(guó)的核聚變實(shí)驗(yàn)裝置技術(shù)已經(jīng)走出國(guó)門(mén)。7月底，等離子體所幫助泰國(guó)核聚變技術(shù)研究所建設(shè)的托卡馬克裝置TT-1，即將在泰國(guó)正式交付并投入實(shí)驗(yàn)運(yùn)行。

　　在新形勢(shì)下，EAST如何再出發(fā)？

　　“目前，我們正在為EAST設(shè)定新的科學(xué)任務(wù)。實(shí)驗(yàn)方面，要向1000秒高約束模等更高、更持久的目標(biāo)發(fā)起挑戰(zhàn)；工程方面，要加緊開(kāi)展聚變實(shí)驗(yàn)堆和工程堆的關(guān)鍵部件預(yù)研，為未來(lái)中國(guó)聚變的跨越式發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。”胡建生說(shuō)。

　　距離EAST不遠(yuǎn)處，聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施正在如火如荼建設(shè)中，下一代“人造太陽(yáng)”中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆也已完成工程設(shè)計(jì)。

　　胡建生希望，未來(lái)中國(guó)能在國(guó)際上首次獲得燃燒等離子體，率先實(shí)現(xiàn)真正的聚變發(fā)電，點(diǎn)亮第一盞聚變能燈。（王敏　陳歡歡）