问题——聚变能源被视为未来清洁能源的重要方向,但“把太阳装进装置里”并不容易。要实现可控核聚变发电,核心挑战是让高温等离子体装置中稳定、高效、长时间维持:温度必须足够高以跨越聚变反应门槛,约束必须足够强以减少能量损失,运行必须足够久以接近工程意义上的连续发电。这三项指标相互制约,任何一项出现短板,都可能引发等离子体不稳定甚至中断。 原因——此次入选的突破,集中反映了对“三重极限”的协同攻关能力。2025年1月20日,EAST在安徽合肥实现1亿摄氏度、持续1066秒的稳态长脉冲高约束模运行,显示我国在高温等离子体加热、约束与稳定控制上取得系统性进展。业内认为,“亿度”对应聚变点火的关键温区,“千秒”是迈向稳态运行的重要时间尺度,“高约束模式”则是未来聚变装置兼顾能量增益与经济性的物理基础。EAST的成果不是单一指标提升,而是多系统联合优化的结果,也反映出我国在超导托卡马克长期运行、等离子体控制、边界物理与工程支撑等的持续积累。 影响——此进展的意义,首先在于让实验装置更接近未来聚变堆所需的运行环境,为下一步验证更高性能、更强稳态能力提供关键参考。其次,它提升了我国在国际聚变研究领域的影响力与贡献度,为参与国际大科学合作、共享数据与验证模型提供更扎实的实验基础。再次,从能源战略角度看,聚变研究投入大、周期长、协同面广,阶段性突破有助于稳定长期预期,并带动材料、低温超导、精密制造、智能控制等有关产业链在科研牵引下加快迭代。 对策——面向“从实验到堆”的跨越,仍需在若干关键方向持续推进:一是继续提高等离子体运行的可靠性与可重复性,形成更可工程化的稳态控制策略;二是针对高热负荷条件下的第一壁、偏滤器等关键部件,加快材料与结构的验证和迭代;三是提升高功率加热、电源、低温与真空等工程系统的匹配与协同,推动装置整体性能向更高参数、更长时长迈进;四是加强基础研究与工程验证的协同布局,形成从物理机理、诊断评估到工程集成的闭环体系,同时培养复合型科研与工程人才队伍,提升长期攻关的组织与执行能力。 前景——业内普遍认为,可控核聚变商业发电仍需跨越多道关口,但实现路径正在变得更清晰:通过实验装置持续提升稳态与约束性能,推进关键技术成熟,并在更高层级装置上验证与聚变堆相关的运行工况。此次成果入选“中国科学十大进展”,也体现出我国在聚变方向的持续投入与阶段性产出。当天发布的入选名单还包括嫦娥六号月背样品研究、深渊海沟化能合成生物群落发现、基因编辑器官移植突破、熔盐堆钍铀燃料转换等成果,表现为我国在多学科领域的原创进展。 据介绍,“中国科学十大进展”遴选活动自2005年启动以来已连续举办多届,旨在集中展示我国基础研究的重要成果,增进社会对基础研究的了解与支持。本年度遴选从600多项基础研究进展中形成候选,并经多轮评议与投票产生最终入选名单。
EAST装置的这个突破,不仅为我国参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划提供重要技术支撑,也为自主建设聚变工程试验堆打下基础。在碳达峰、碳中和目标的牵引下,这项面向未来能源的关键进展,正在推动人类向更清洁、更安全、更可持续的能源体系迈进。正如科学家所言,当“人造太阳”的光芒照进现实,一个新的能源时代或将由此开启。