助力“人造太阳”维持上亿摄氏度高温

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  加强原始创新和关键核心技术攻关。
  ——摘自“十五五”规划建议
  微波加热，是维持“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）上亿摄氏度高温的核心技术之一。我们团队的主要任务，就是牵头负责实验装置上这套关键系统的研发与运行。它如同一个超级“微波炉”，通过特定频率的电磁波，将巨大能量精准注入等离子体中心，实现并维持热核聚变燃烧状态。然而，让这套系统在极端条件下稳定高效工作，面临着很多挑战。
  我们团队的核心工作，是确保电磁波从发射机到天线，再到与等离子体高效耦合，实现系统稳定运行。我们已全面掌握了从发射机到天线的离子回旋波系统全链条研发与建造能力，系统国产化率达到100%。经过EAST上万次放电测试的锤炼，系统已展现出国际一流的运行稳定性和工程可靠性，越来越多的国际同行主动寻求与我们合作。
  这份成就的背后，是团队多年的科研积累。在中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所攻读硕士时，我目睹了EAST从零起步。那时候，EAST的各大系统尚在完善，我深知在核聚变这条赛道上，我们还有很长的路要走。
  我于2014年前往国外攻读博士，2021年，我回国参与组建中国的“人造太阳”。加入等离子体物理研究所后，我正式承担EAST离子回旋波系统的建设与维护工作。
  2023年，由团队研发的微波加热系统，为EAST成功实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行提供了关键支撑。团队支撑EAST于2025年初再度实现突破，将稳态高约束运行时间大幅提升至1066秒。
  如今，团队正全力投入下一轮实验的升级准备工作。我们还与国内多家顶尖科研机构及高校建立了协同攻关机制，通过共同优化天线结构、深入剖析射频波与等离子体的耦合物理机制等，力争在波耦合效率这一核心指标上实现关键突破。
  展望“十五五”，核聚变能的发展迎来了历史性的战略机遇。我将继续坚守在微波加热这一前沿阵地，寻求更多原创性突破，解决更多“卡脖子”难题。我坚信，通过各方的协同创新与不懈努力，我们必将实现让清洁能源普惠全人类的美好愿景。
  （作者张伟，为中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研究员，记者李俊杰采访整理）
  延伸阅读
  距离“人造太阳”实现发电还有多远
  我国在“人造太阳”领域已实现多项突破：EAST于今年创造1亿摄氏度1066秒稳态高约束运行世界纪录，验证了长脉冲稳定运行的可行性；紧凑型聚变能实验装置（BEST）进入总装阶段，将在EAST基础上首次演示聚变能发电。
  按照我国发展规划，2027年底BEST装置将基本建成，有望在2030年左右实现演示发电。业内普遍预测，经过实验堆、示范堆阶段的技术积累，若材料抗辐照等关键难题顺利突破，2050年前后将建成首座商用聚变电站，实现并网发电。
  （记者李俊杰整理）

来源：人民日报