四十載光陰“逐日”，他點亮了聚變的第一盞燈

萬物生長靠太陽。太陽之所以發(fā)光發(fā)熱，是因為內(nèi)部的核聚變反應(yīng)。實現(xiàn)核聚變的原材料在地球上極其豐富，且排放無污染。如果能在地球上造一個“太陽”，模仿太陽核聚變反應(yīng)原理，人類有望實現(xiàn)能源自由。為此，中國科學(xué)家已經(jīng)奮斗了50多年。

矢志不渝，扎根核聚變

在中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所一間宏偉的實驗車間內(nèi)，有這樣一幅壁畫：天地洪荒的上古世界，巍峨的巨人“夸父”邁著矯健的步伐，踏過恢弘的山川河流，伸手前探。在他手指的方向，一輪紅日高懸于天。無懼烈日的灼烤，巨人努力伸手，希望可以夠到太陽。

夸父逐日的神話故事代表著中國人追求自然偉力的浪漫情懷與壯志雄心。如今，李建剛院士正帶領(lǐng)著團隊讓神話走向現(xiàn)實。作為中國“人造太陽”項目學(xué)術(shù)帶頭人之一，他參與并負責(zé)我國大科學(xué)裝置—核聚變實驗裝置的技術(shù)發(fā)展。

李建剛院士在中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)講座

1985年，李建剛院士來到中國科學(xué)院等離子物理研究所參加工作，那時國內(nèi)關(guān)于核聚變的研究相對比較空白，研究條件非常艱苦。

但為了能夠追上發(fā)達國家核聚變研究的腳步。懷揣愛國心，萬元熙、李建剛、萬寶年等“人造太陽”第一代、第二代科研人員“背著饅頭出國學(xué)習(xí)”，參加國際學(xué)術(shù)會議時如饑似渴學(xué)習(xí)、不厭其煩請教。

邊研發(fā)“太陽”，邊實驗點亮“太陽”。他們的實驗室常年放著行軍床，實驗、分析、調(diào)試、拆解、組裝、再實驗，干到凌晨乃至通宵是常事。

“軍大衣一蓋就能睡著，實驗喇叭一響馬上就醒?！崩罱▌傉f，他和團隊在二十年的時間里，進行了將近二十萬次的實驗，至少實驗失敗了近五萬次。

正是在這樣日復(fù)一日的枯燥實驗中，核聚變實驗的溫度從幾百萬到上千萬攝氏度，從三千萬提升到五千萬甚至上億攝氏度，“逐日”攻關(guān)不斷取得突破。

艱苦鉆研，破超導(dǎo)難題

“超高溫”與“超低溫”共存，“超強磁場”與“超大電流”并行，要在地球上造出“人造太陽”，必須要有性能極其特殊的材料承載。超導(dǎo)便是其中之一。

要做超導(dǎo)，首先就要幾十噸的超導(dǎo)線，恰巧前蘇聯(lián)在60年代有一個非常大的超導(dǎo)加速器計劃，但由于各種原因，超導(dǎo)加速器計劃被迫停止，留下了大量超導(dǎo)線。由于超導(dǎo)線有好有壞，李建剛和等離子體研究所的團隊便冒著大雪來到了西伯利亞，親自挑線，最終在蘇聯(lián)專家的幫助下，完成了從蘇聯(lián)挑線的工作。

中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置

“聚變就是一個太陽，我們做出的等離子體就像我們吃的面包圈一樣。要把上億度的火球懸浮在一個零下269度的大容器里，這件事情在我們做之前全世界都沒有做過”。在萬元熙院士的帶領(lǐng)下，李建剛和等離子體所的研究團隊邊建設(shè)邊研發(fā)。從超導(dǎo)材料、超導(dǎo)接頭、超導(dǎo)配線，到大型磁體系統(tǒng)，如今我國已擁有世界先進的超導(dǎo)技術(shù)。從曾經(jīng)被“卡脖子”的對象到成為超導(dǎo)體主要生產(chǎn)供應(yīng)商。

除此之外，“人造太陽”的研究還衍生出一系列重要的創(chuàng)新成果，在低溫技術(shù)、等離子體技術(shù)、生物技術(shù)、材料技術(shù)、機器人技術(shù)等多個產(chǎn)業(yè)技術(shù)板塊，推動一大批高新技術(shù)成果實現(xiàn)轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)化。

大刀闊斧，筑大國重器

從1996年向國家提出申請，李建剛院士和等離子物理研究所的團隊花了整整十年的時間，終于把世界第一個全超導(dǎo)托卡馬克“東方超環(huán)”建成。而整個的東方超環(huán)都是由中國科學(xué)家和工程技術(shù)人員獨自設(shè)計，其中70%的關(guān)鍵設(shè)備、關(guān)鍵儀器，都由等離子體所來承擔(dān)，整個裝置的國產(chǎn)化率達到了90%。

李建剛院士在會議上發(fā)言

在全超導(dǎo)托卡馬克“東方超環(huán)”建成的15年時間里，李建剛院士和等離子體所的研究團隊成功實現(xiàn)了當(dāng)初提出的1兆安、1億度和1000秒的三大科學(xué)目標。
2023年4月12日，世界首個全超導(dǎo)托卡馬克東方超環(huán)（EAST）裝置在第122254次實驗中成功實現(xiàn)了403秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行。這對探索未來聚變堆物理基礎(chǔ)問題，加快實現(xiàn)聚變發(fā)電具有重要意義。

“自從遠古以來，我們的祖先就有‘夸父逐日’的夢想。今天，我們把聚變研究變成工程實踐的第一步?！崩罱▌傉f，“我相信中國聚變?nèi)艘欢〞c世界各地的同行一起，共同點亮聚變的第一盞燈?！?/p>

審核專家：張 開 中國傳媒大學(xué)教授

監(jiān) 制：戰(zhàn) 釗

策 劃：蔡 琳 林佳欣 焦子原

編 導(dǎo)：王嘉偉（實習(xí)） 劉紫墨（實習(xí)）

播 音：崔偉瑋

制 作：王嘉偉