我参与了“人造太阳”的每一次迭代升级

    【爱国情 奋斗者】

    前不久，在位于四川成都的中核集团核工业西南物理研究院内，中国环流器二号M装置（HL-2M）的核心部件主机线圈系统成功交付。自此，HL-2M进入总体安装阶段，预计明年五、六月份可投入使用，我国离实现受控核聚变的梦想又跨近了一步。

    “HL-2M是一个大型托卡马克受控核聚变研究装置，是我国自主研制的新一代‘人造太阳’。”HL-2M项目总工程师杨青巍说。

    杨青巍解释，太阳发光发热，靠的是它内部时刻发生着的核聚变反应；氢弹爆炸也是核聚变反应，但无法加以和平利用。托卡马克装置使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地进行，即受控核聚变，因此该装置被通俗地称为“人造太阳”。可用作受控核聚变燃料的氘在海水中储量十分丰富，且受控核聚变几乎不产生污染，因此“人造太阳”成为人类的“终极能源梦想”。

    杨青巍说自己是幸运的，因为他参与了核西物院“人造太阳”每一次的“迭代升级”，见证着中国受控核聚变研究在几十年间实现从“跟跑”到“并跑”的飞速进步。

跟跑：跑得很苦，但也跑得很稳

    1983年，杨青巍从中国科技大学毕业，进入核西物院工作。那时候，我国受控核聚变研究尚处于起步阶段，中国环流器一号装置（HL-1）即中国自己设计制造的第一代“人造太阳”还未安装完成，杨青巍就跟着老前辈们做一些辅助性的工作。

    “HL-1的核心指标等离子体电流只有几百千安，与最新的HL-2M的2.5兆安相比，那是数量级的差距。”杨青巍说。

    彼时，国际上开展受控核聚变的试验研究已有几十年的历史。受控核聚变的发生需要上亿度的温度，目前已知的任何材料都承受不了如此高温。不过科学家发现，高温的核聚变燃料以等离子体的形式存在，而等离子体可以被磁场“拴住”。20世纪50年代，前苏联科学家率先发明“托卡马克”装置，对一个游泳圈形状的真空腔施加强大磁场，等离子态的核聚变燃料就悬浮在里面做圆周运动，这样一来，“人造太阳”的“容器”问题就有了解决方案，掀起了磁约束受控核聚变研究的高潮。

    1965年，根据国家“三线”建设统一规划，核西物院的前身“西南585所”在四川省乐山市郊组建。杨青巍回忆，那时没有图纸和相关技术资料的支持，老一辈科学家只能凭借一些零星的国外论文资料，自己琢磨做研发。即便如此，老一辈科学家还是做出了我国自己的托卡马克装置，具备了参与国际合作与竞争的条件。

    “那时跟跑，我们跑得很辛苦，但也跑得很稳。”杨青巍说。

并跑：从带“耳朵”参会变成带“嘴巴”参会

    1984年，中国环流器一号装置（HL-1）投入试验，到1992年，科学家在该装置上开展了8年等离子体实验研究，取得了400多项科研成果。随后，由杨青巍负责设计，核西物院在HL-1的基础上，改造升级建成HL-1M，使我国拥有了当时国际先进装置具备的各种研究手段。

    1999年由中国核工业集团公司组织的专家评议会认为：中国环流器新一号装置（HL-1M）投入使用后，取得了一批具有特色的、达到国际先进水平的实验成果，使我国的核聚变试验研究水平又迈上了一个新台阶。

    2002年，由杨青巍负责诊断设计和早期试验运行的中国环流器二号A装置（HL-2A）在成都建成投用。2006年，该装置将等离子体温度提升到了5500万度，中国受控核聚变研究走到了国际前沿。

    “进入21世纪，我们的受控核聚变研究迅猛发展，在国际顶级期刊发表的论文，一年比过去十几年都多。”杨青巍说，这个阶段，我国科学家在国际学术会议上，也已经越来越多地发表自己的见解了，“经过几十年发展，我们终于从带‘耳朵’参会，逐步变成带‘嘴巴’参会”。

    2006年，我国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签协定，实施“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”。杨青巍说：“我国作为七方之一，承担了其中约9%的研发制造任务，这也表明我国在受控核聚变研究领域，跨入了与国际‘并跑’的阶段。”

有望领跑：希望“人造太阳”首先点亮中国的电灯

    近几年来，杨青巍明显感觉到，来到核西物院交流、借用HL-2A做试验的外国同行越来越多了。

    “我们的试验装置不是最先进的，但我们有自己独到的特点，可以为外国同行提供不可或缺的重要试验平台。”杨青巍说，HL-2A的创新优势，得到了国际同行的认可，我们也为国际科研合作作出了重要的贡献。

    “即将建成的HL-2M，瞄准的是和ITER相关的内容。”担任HL-2M总工程师、全面负责HL-2M总体设计和建造工作的杨青巍，在30多年间亲历了我国几代“人造太阳”的迭代升级，每一次升级都让他特别自豪。

    但杨青巍也指出，中国目前核聚变的研究只能说在某些技术上有所突破，并非达到全面跟上或赶超。他告诉记者，目前正在进行第二轮设计的中国聚变工程实验堆（CFETR）计划如果顺利完成，中国将可能真正实现“领跑”。

    据介绍，CFETR项目计划分三步走，第一阶段到2021年，CFETR开始立项建设；第二阶段到2035年，计划建成聚变工程实验堆，开始大规模科学实验；第三阶段到2050年，聚变工程实验堆实验成功，建设聚变商业示范堆，完成人类终极能源梦想。

    杨青巍说，受控核聚变的科学可行性已经得到验证，科学家目前做的工作，很大程度上是在验证受控核聚变的工程可行性，未来希望“人造太阳”首先点亮中国的电灯。

    （本报记者 金振蓉 周洪双）