作者近影

人類面臨能源短缺的問題早已在人們的意料之中，聚變能源成為人類社會未來的理想能源，是最有希望徹底解決能源問題的根本出路之一。核聚變反應(yīng)不產(chǎn)生溫室氣體及核廢料。原料可從海水中提取，幾乎取之不盡，不會危害環(huán)境?？苹闷读骼说厍颉访枋龅奶栂绾螅祟愐?萬個聚變發(fā)動機產(chǎn)生的能量助推地球流浪到另外一個星際，說的就是聚變能的能力。

幾十年前，科學(xué)家們就開始琢磨著在地球上建一個像太陽一樣產(chǎn)生能量的裝置。因為在他們看來，太陽之所以產(chǎn)生能量，就是太陽內(nèi)部在不斷地發(fā)生核聚變，如果能夠在地球上建造一個像太陽一樣不斷地發(fā)生核聚變的裝置，人類就能解決能源問題，造福人類。但其困難程度遠遠超出了他們最初的預(yù)計。

地球上最容易實現(xiàn)的聚變反應(yīng)是氘氚聚變，如果讓氘和氚發(fā)生聚變反應(yīng)，氘和氚所處的環(huán)境溫度必須達到1億攝氏度以上。在這樣的高溫下，拿什么樣的容器把高溫下的氘氚氣體約束在一起?這樣高的溫度，任何材料都注定無法承受。一旦某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，燃料溫度下降，聚變反應(yīng)就會自動中止。為了實現(xiàn)這一夢想，全世界幾代科學(xué)家一直在奮斗，各國都在建設(shè)稱為托卡馬克的實驗裝置，利用磁懸浮的原理，將高達上億度的等離子體火球懸浮起來，在托卡馬克裝置上開展各種探索研究。

2006年開始，中、歐、美、日、俄、印、韓七方?jīng)Q定聯(lián)合建造國際熱核聚變實驗堆(ITER)，這是中國參加的最大的國際科技合作項目。希望通過建設(shè)和運行ITER，驗證和平利用核聚變能的科學(xué)技術(shù)和工程可行性。

中國托卡馬克研究經(jīng)過近50年的發(fā)展取得了很大的進展，特別是過去的20年發(fā)展很快，率先在國際上建成了第一個全超導(dǎo)托卡馬克東方超環(huán)EAST，利用該裝置開展了一系列前沿科學(xué)技術(shù)研究，特別是長時間聚變等離子體物理技術(shù)的安全控制問題。通過參與ITER計劃和國內(nèi)聚變研究的快速發(fā)展，中國在超導(dǎo)托卡馬克聚變堆工程建設(shè)和相關(guān)物理實驗方面已步入世界先進國家行列。由中國承擔(dān)的ITER部件制造進度和質(zhì)量均已處于合作七方的前列，參與ITER計劃實施的一批科研機構(gòu)和企業(yè)在超導(dǎo)托卡馬克工程建設(shè)、聚變實驗堆部件制造以及大科學(xué)工程管理等方面有長足進展，技術(shù)和管理水平大幅度提升。與此同時，在科學(xué)技術(shù)部的組織下，能夠驗證聚變大規(guī)模發(fā)電的中國聚變工程試驗堆(CFETR)設(shè)計和工程研發(fā)正在深入進行。從整體上看，中國已經(jīng)基本具備了制造聚變實驗堆的工程技術(shù)和能力。當(dāng)前積極謀劃未來中國聚變工程實驗堆的建設(shè)具有重要的戰(zhàn)略意義，成功建設(shè)和開展科學(xué)研究不但能為我國進一步獨立自主地開發(fā)和利用聚變能奠定堅實的科學(xué)技術(shù)與工程基礎(chǔ)，而且使得中國率先利用聚變能發(fā)電、實現(xiàn)能源的跨越式發(fā)展成為可能。

聚變的道路依然漫漫，無論目前的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)還是未來ITER都還不能發(fā)電，目前依然還不能說實現(xiàn)人類徹底掌握人造太陽的夢想。我們聚變?nèi)耸切疫\的，我們生活在這個幸運的年代，國家和科技高速發(fā)展，黨和國家以及公眾對聚變事業(yè)都是大力支持，我本人已經(jīng)從事聚變研究近40年，真心希望不要再過40年聚變才能發(fā)電。中國聚變團隊時時刻刻都牢記國家和人民對我們的希望，不敢懈怠，唯有更加努力地工作，為了心中永遠的太陽，為了在中國點亮聚變第一盞燈去努力、去追夢、去飛翔!

(作者為中國工程院院士，理學(xué)博士，中科院等離子體物理研究所研究員，中國磁約束聚變專家組召集人，中國聚變工程試驗堆設(shè)計和工程預(yù)研負責(zé)人。)