助力“人造太陽”維持上億攝氏度高溫,邁向“十五五”的創(chuàng)新圖景

2025-12-23 11:34:20 作者:張偉

加強原始創(chuàng)新和關鍵核心技術攻關。——摘自“十五五”規(guī)劃建議

微波加熱,是維持“人造太陽”——全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)上億攝氏度高溫的核心技術之一。我們團隊的主要任務,就是牽頭負責實驗裝置上這套關鍵系統(tǒng)的研發(fā)與運行。它如同一個超級“微波爐”,通過特定頻率的電磁波,將巨大能量精準注入等離子體中心,實現(xiàn)并維持熱核聚變?nèi)紵隣顟B(tài)。然而,讓這套系統(tǒng)在極端條件下穩(wěn)定高效工作,面臨著很多挑戰(zhàn)。

我們團隊的核心工作,是確保電磁波從發(fā)射機到天線,再到與等離子體高效耦合,實現(xiàn)系統(tǒng)穩(wěn)定運行。我們已全面掌握了從發(fā)射機到天線的離子回旋波系統(tǒng)全鏈條研發(fā)與建造能力,系統(tǒng)國產(chǎn)化率達到100%。經(jīng)過EAST上萬次放電測試的錘煉,系統(tǒng)已展現(xiàn)出國際一流的運行穩(wěn)定性和工程可靠性,越來越多的國際同行主動尋求與我們合作。

這份成就的背后,是團隊多年的科研積累。在中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所攻讀碩士時,我目睹了EAST從零起步。那時候,EAST的各大系統(tǒng)尚在完善,我深知在核聚變這條賽道上,我們還有很長的路要走。

我于2014年前往國外攻讀博士,2021年,我回國參與組建中國的“人造太陽”。加入等離子體物理研究所后,我正式承擔EAST離子回旋波系統(tǒng)的建設與維護工作。

2023年,由團隊研發(fā)的微波加熱系統(tǒng),為EAST成功實現(xiàn)403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行提供了關鍵支撐。團隊支撐EAST于2025年初再度實現(xiàn)突破,將穩(wěn)態(tài)高約束運行時間大幅提升至1066秒。

如今,團隊正全力投入下一輪實驗的升級準備工作。我們還與國內(nèi)多家頂尖科研機構及高校建立了協(xié)同攻關機制,通過共同優(yōu)化天線結構、深入剖析射頻波與等離子體的耦合物理機制等,力爭在波耦合效率這一核心指標上實現(xiàn)關鍵突破。

展望“十五五”,核聚變能的發(fā)展迎來了歷史性的戰(zhàn)略機遇。我將繼續(xù)堅守在微波加熱這一前沿陣地,尋求更多原創(chuàng)性突破,解決更多“卡脖子”難題。我堅信,通過各方的協(xié)同創(chuàng)新與不懈努力,我們必將實現(xiàn)讓清潔能源普惠全人類的美好愿景。

(稿件來源:人民日報)

責任編輯:陳科辰

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