新华全媒+｜403秒！中国“人造太阳”获重大突破

新华社合肥4月12日电(记者徐海涛、戴威)第122254次实验!4月12日21时,中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义。

“一团耀眼的白光从山脉尽头升起……”在科幻小说《三体》中,太空飞船核聚变发动机发出的光芒如同太阳。利用核聚变等技术,人类走出地球家园,成为真正的太空文明。

万物生长靠太阳。太阳之所以能发光发热,是因为内部的核聚变反应。核聚变能源的原材料在地球上极其丰富,且排放无污染,如果能造一个“太阳”来发电,人类有望实现能源自由。

这是实验成功后的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅(4月12日摄)。新华社记者 黄博涵 摄

但要造出能实用的“人造太阳”,需要上亿摄氏度的等离子体、超过千秒的连续运行时间和1兆安的等离子体电流,挑战极大。为此,全球科学家们已努力70多年。

形如“巨炉”,一腔“热火”胸中涌。EAST作为国家重大科技基础设施,拥有类似太阳的核聚变反应机制。

4月12日晚,经过十几年聚力攻关,EAST成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,刷新2017年的101秒世界纪录,实验现场一片欢腾。

4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,科研人员在实验成功后庆祝。新华社记者 黄博涵 摄

“Shot:122254。”EAST控制大厅屏幕上的数字显示,这是历经十二万多次实验取得的成功。

4月12日,EAST物理实验总负责人龚先祖注视着实验成功后的数据。新华社记者 张端 摄

“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛说,高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升,“这为提升未来聚变电站的发电效率,降低成本奠定了坚实物理基础。”

4月12日,部分科研人员在实验成功后的EAST控制大厅留影。新华社记者 张端 摄

据悉,EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项,汇聚“超高温”“超低温”“超高真空”“超强磁场”“超大电流”等尖端技术于一炉,共有上百万个零部件协同工作。这次成功突破,离不开等离子体控制、加热、壁处理、先进诊断等技术提升和内真空室改善。

目前,下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆已完成工程设计,未来瞄准建设世界首个聚变示范堆。

4月12日,科研人员在EAST控制大厅庆祝实验成功。新华社记者 张端 摄

拼版照片:上图为科研人员李克栋在实验成功前(4月12日摄);下图为科研人员李克栋在实验成功后(4月12日摄)。新华社记者 张端 摄

4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,科研人员在等待实验结果。新华社记者 黄博涵 摄

4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖在实验成功后向好友发消息庆祝。新华社记者 黄博涵 摄

4月12日,EAST物理实验总负责人龚先祖(左一)在实验过程中与同事交流。新华社记者 张端 摄

4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖(右一)在一次冲击实验后与同事交流。新华社记者 黄博涵 摄

4月12日,在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)控制大厅,EAST物理实验总负责人龚先祖(右)和中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛(左)在实验成功后庆祝。新华社记者 黄博涵 摄