想象一個場景：從海里隨手撈起一杯水，用這杯水提供的能量就能點亮萬家燈火——是不是有些天方夜譚？但對科學(xué)家來說，這并不是遙不可及的夢想，而是可控核聚變技術(shù)為人類描繪的美好未來。
7月1日，記者跟隨活力中國調(diào)研行安徽主題采訪團走進(jìn)合肥未來大科學(xué)城，被科研人員探求人類終極能源的嘗試深深震撼。

全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）模型。本報記者 康樸 攝
“太陽之所以發(fā)光放熱，是由于其內(nèi)部不斷進(jìn)行的核聚變反應(yīng)。”在聚變創(chuàng)新展覽館，中國科學(xué)院合肥物質(zhì)院等離子體物理研究所團委書記葉華龍介紹，他們所研究的可控核聚變技術(shù)就是借鑒太陽發(fā)光發(fā)熱的原理，利用氫的同位素氘和氚結(jié)合，從而持續(xù)穩(wěn)定釋放出巨大能量。
氘和氚，就來自于海水——氘可以從海水中直接提取，氚則可以通過氘和鋰反應(yīng)產(chǎn)生。
一升海水能有多大能量？科研人員介紹，從一升海水里面提取出的聚變?nèi)剂想?，發(fā)生核聚變所釋放的能量，竟與300升汽油相當(dāng)！
核聚變能的好處還不止于此。過去幾十年發(fā)生的核災(zāi)難讓不少人談核色變。“核聚變卻不同，一旦條件失效，反應(yīng)會瞬間停止，就像關(guān)掉水龍頭一樣安全，不存在核泄漏、核輻射風(fēng)險。”科研人員介紹。
原料豐富、清潔低碳、安全高效，大眾口中的“人造太陽”也是科學(xué)家眼中的人類終極能源。
在中國，這項“逐日”工作，已經(jīng)持續(xù)了半個多世紀(jì)。近幾年，科研人員進(jìn)行的這場聚變發(fā)電接力賽不斷傳來好消息：
全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST），也就是人們耳熟能詳?shù)?ldquo;人造太陽”，長脈沖高約束模式運行時間不斷延長，先后實現(xiàn)60秒、100秒、403秒等重大突破。今年1月，EAST首次實現(xiàn)1億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模式等離子體運行，刷新世界紀(jì)錄。
“它的一次次突破意味著人類首次在實驗裝置上模擬出未來聚變堆高效穩(wěn)態(tài)運行必備的環(huán)境，驗證了核聚變發(fā)電的可行性。”科研人員介紹。

夸父”項目的核心部件1/8真空室及總體安裝實驗平臺。八個這樣的“橘子瓣”將組成未來“人造太陽”的“鍋爐”，為上億度的等離子體運行提供真空環(huán)境。本報記者 康樸 攝
今年5月，緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）啟動總裝。相較于EAST裝置，BEST采用全超導(dǎo)托卡馬克技術(shù)路線，體積縮小但聚變功率密度提升。更關(guān)鍵的是，BEST項目側(cè)重于能量輸出的實現(xiàn)。當(dāng)輸出能量超過輸入能量，后續(xù)商業(yè)化才有可能，這也是BEST項目的核心攻堅方向。
聚變新能（安徽）有限公司是BEST裝置建設(shè)的實施主體單位。在該公司董事長嚴(yán)建文看來，核聚變產(chǎn)業(yè)相當(dāng)龐大，對上游產(chǎn)業(yè)來說，BEST裝置本身就是一個巨大的商業(yè)應(yīng)用場景，比如，僅聚焦裝置就可能包含數(shù)百萬個零部件。
如果把BEST裝置商業(yè)化比作攀登珠峰，那么扶持、培育相關(guān)產(chǎn)業(yè)就是“沿途下蛋”。依托核聚變衍生技術(shù)中的高精度太赫茲偏振干涉儀診斷技術(shù)研發(fā)出安檢設(shè)備，已應(yīng)用于合肥地鐵；依托超導(dǎo)磁體、射頻、離子源等衍生技術(shù)，研發(fā)出超導(dǎo)質(zhì)子治療系統(tǒng)用于醫(yī)療產(chǎn)業(yè)……
“在合肥及周邊孵化核聚變相關(guān)企業(yè)30余家，大多是中小型科創(chuàng)企業(yè)，部分企業(yè)互為上下游，其中部分企業(yè)已經(jīng)上市。”嚴(yán)建文說，“在這一未來產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵領(lǐng)域，我們早早布局國產(chǎn)化能力，不存在‘卡脖子’風(fēng)險。”
圍繞核聚變能源產(chǎn)業(yè)，合肥匯集近60家企業(yè)，涵蓋上游超導(dǎo)線材生產(chǎn)、中游主機設(shè)備制造、下游設(shè)計運營商等全產(chǎn)業(yè)鏈。此外，2023年在合肥成立的聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)合會，已匯集會員企業(yè)200余家，覆蓋超導(dǎo)材料、磁體系統(tǒng)、真空設(shè)備等產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)。
合肥未來大科學(xué)城內(nèi)，同步在建設(shè)的還有聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施（CRAFT）——也就是“夸父”項目，預(yù)計將于今年底全面建成。

安徽合肥聚變堆主機關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施園區(qū)的夸父逐日雕塑。本報記者 康樸 攝
建成后，“夸父”項目將是國際聚變領(lǐng)域參數(shù)最高、功能最完備的綜合性研究及測試平臺，將為聚變實驗堆和工程堆核心部件的研發(fā)及建設(shè)保駕護(hù)航。
“從EAST點火，到BEST演示發(fā)電，再到CRAFT造部件，我們正穩(wěn)步邁向聚變能商用發(fā)電。”嚴(yán)建文給出了時間表：BEST裝置預(yù)計2027年建成，2030年通過核聚變點亮第一盞燈，首次演示聚變能發(fā)電，2035年建成聚變工程示范堆，力爭在2050年前實現(xiàn)聚變能商業(yè)化發(fā)電……
在嚴(yán)建文看來，未來，石油和煤將回歸化工原料屬性，風(fēng)光電力退居補充角色，人類將進(jìn)入一個近乎無限的清潔能源時代。“時不我待！一刻也不能停下，必須拼命奔跑。”
古人留下后羿射日和夸父逐日的神話流傳至今。后羿不會想到，在他射落8個太陽的若干年后，后輩們卻孜孜以求地探索“相反”的命題：在地球上復(fù)刻太陽的能量之源；逐日力竭而死的夸父看到后輩以天馬行空的想象力和偉大創(chuàng)造力為自己的傳奇續(xù)寫新篇章，也會感到無比欣慰吧！

來源：人民日報客戶端