11月24日，燃燒等離子體國際科學(xué)計劃項目在合肥宣布正式啟動；緊湊型聚變能實驗裝置BEST研究計劃也同步面向國際聚變領(lǐng)域啟動。來自法國、英國、德國、意大利等10多個國家的聚變科學(xué)家齊聚，共同簽署了《合肥聚變宣言》，呼吁加強國際合作，共同推進聚變能源研發(fā)。
近日，緊湊型聚變能實驗裝置BEST進行杜瓦底座落位安裝。記者 徐旻昊 攝
這兩項國際合作既為全球核聚變研究按下“快進鍵”，也讓世界看到，合肥這座匯聚全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST、聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施CRAFT等裝置和平臺的創(chuàng)新之城，已崛起成為國際聚變研究的重要基地。
“人造太陽”正在這片創(chuàng)新的熱土上冉冉升起。
解決下一個更有挑戰(zhàn)的難題
核聚變，是一種理想的清潔能源，其原理與太陽發(fā)光發(fā)熱的機制相同。在太陽內(nèi)部，高溫高壓的環(huán)境使得氫原子核能夠融合成氦原子核，釋放出巨大的能量。如果人類能夠在地球上實現(xiàn)核聚變，那么將獲得一種幾乎無限且清潔安全的能源。
經(jīng)過國際聚變科學(xué)界數(shù)十年的合作與發(fā)展，聚變研究取得了一系列重大突破。今年年初，中國“人造太陽”EAST裝置再創(chuàng)世界紀錄，實現(xiàn)億度千秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行；聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施項目CRAFT穩(wěn)步推進，一項項關(guān)鍵子系統(tǒng)逐步驗收……
當下，聚變研究依然面臨諸多重大挑戰(zhàn)，需要凝聚全球科學(xué)家的智慧與力量，開展更為務(wù)實、更為緊密、更為開放的國際交流與合作。
“EAST裝置主要是做穩(wěn)態(tài)等離子體，是讓等離子體實現(xiàn)長脈沖穩(wěn)態(tài)運行的一個實驗裝置。過去20多年，我們已經(jīng)進行了15萬次放電，通過與美國、韓國等合作，解決了在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，控制等離子體的難題。”中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤說，BEST研究計劃是要解決下一個更有挑戰(zhàn)的難題——實現(xiàn)等離子體的氘氚自持燃燒。這是聚變工程研究的關(guān)鍵，意味著核聚變像“火焰”一樣，由反應(yīng)本身產(chǎn)生的熱量來維持，是未來持續(xù)發(fā)電的基礎(chǔ)。
共同推進核聚變研究
中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所牽頭發(fā)起燃燒等離子體國際科學(xué)計劃，中歐聚變研究團隊面向全球共同發(fā)布BEST研究計劃，這兩項計劃將通過設(shè)立開放科研基金、組織國際學(xué)術(shù)會議、搭建聯(lián)合實驗平臺、吸引外籍人才來華合作、建設(shè)國際化人才隊伍等方式，進一步整合國際聚變領(lǐng)域的合作資源，用國際聚變科學(xué)家的智慧力量研究聚變物理前沿問題。
BEST裝置作為我國下一代“人造太陽”，承擔“燃燒”使命。根據(jù)研究計劃，該裝置建成后將進行氘氚燃燒等離子體實驗研究，驗證其長脈沖穩(wěn)態(tài)運行能力，力求聚變功率達到20兆瓦至200兆瓦，實現(xiàn)產(chǎn)出能量大于消耗能量，演示聚變能發(fā)電。
“BEST研究計劃將開啟燃燒等離子體物理研究，這對于聚變研究來說是非常關(guān)鍵的一步，計劃的發(fā)布也彰顯了國際科學(xué)家共同推進核聚變研究的協(xié)作精神。”法國原子能委員會磁約束聚變研究所所長布卡洛西表示，近二十年來，多次來到合肥開展學(xué)術(shù)交流，能在這里見證頂尖設(shè)施的飛速發(fā)展，深感榮幸，也期待未來能夠開展更多合作。
“自核聚變研究誕生之初，這項領(lǐng)域就是跨國界的協(xié)作事業(yè)。由于其復(fù)雜性，必須通過跨國界、跨實驗室、跨機構(gòu)的深度合作才能攻克這一重大難題。”國際核聚變領(lǐng)域資深專家、英國著名科學(xué)家艾倫·科斯特利認為，目前，聚變實驗裝置已能產(chǎn)生聚變能量，但尚不足以滿足全球人類的能源需求，通過研發(fā)的穩(wěn)步推進，未來幾十年內(nèi)將實現(xiàn)這一重要突破。
國際聚變研究的重要基地
當天，十多個國家的聚變科學(xué)家共同簽署了《合肥聚變宣言》，倡議開放共享與合作共贏，鼓勵聚變領(lǐng)域的科研人員到合肥開展聚變合作研究，共同開創(chuàng)聚變能源的美好未來，實現(xiàn)人類的終極能源夢想。
為什么在合肥開啟“聚變之約”？
“經(jīng)過半個世紀的創(chuàng)新積累和蓬勃發(fā)展，合肥科學(xué)島成為國際聚變研究的重要基地。擁有全超導(dǎo)托卡馬克裝置EAST等大科學(xué)裝置，還有正在建設(shè)、將面向世界開放的實驗平臺——聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施CRAFT，這些裝置和實驗平臺是解決前沿技術(shù)難題的利器。”宋云濤說，想要更好地發(fā)揮大科學(xué)裝置集群作用，需要全球聚變領(lǐng)域的科學(xué)家手拉手、肩并肩共同合作，攜手解決聚變能面臨的科學(xué)和工程問題。
開放合作，才能讓聚變研究行穩(wěn)致遠。圍繞大科學(xué)裝置建設(shè)運行，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體所已與50多個國家120余家科研機構(gòu)建立了穩(wěn)定的合作關(guān)系，托卡馬克裝置成為開放共享大科學(xué)裝置標桿，入選全球研究基礎(chǔ)設(shè)施高官會、國際經(jīng)合組織和金磚國家大科學(xué)裝置開放目錄或典型案例。
合肥科學(xué)島還深度參與國際熱核聚變實驗堆ITER計劃近20年，是ITER中國工作組重要單位之一。ITER組織對此給予高度贊譽，稱其為該計劃的順利推進作出了重要貢獻。
“早在ITER項目啟動之初，這種多方合作模式就已形成，從那時起，秉持著協(xié)作精神，多方在緊密配合的合作框架下持續(xù)推進聚變研究。”布卡洛西表示，如今，《合肥聚變宣言》不僅延續(xù)了這一合作傳統(tǒng)，更將推動現(xiàn)有成果向更高水平發(fā)展。可以說，這種持續(xù)協(xié)作的模式對核聚變技術(shù)的成功應(yīng)用至關(guān)重要。
從EAST裝置一次次刷新紀錄地穩(wěn)態(tài)運行，到BEST計劃向燃燒等離子體發(fā)起挑戰(zhàn)，再到CRAFT設(shè)施為未來聚變堆鋪就基石，合肥科學(xué)島以其扎實的技術(shù)積累和開放的胸懷，成為全球聚變研究版圖的一塊重要拼圖。站在新的起點，合肥將與全球伙伴一道，共同邁向開發(fā)聚變能源的新征程。
（記者 鹿嘉惠）
責任編輯：王振華
