在合肥科学岛的全超导托卡马克核聚变实验装置内部,上亿摄氏度的高温等离子体正在稳定燃烧。
维持这一极端条件的关键,是一套由我国科研人员完全自主研发的微波加热系统。
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张伟介绍,微波加热技术通过向等离子体精准注入特定频率的电磁波能量,实现并维持热核聚变所需的超高温状态。
这一过程对系统稳定性和能量传输效率提出了极为苛刻的要求。
长期以来,核聚变装置的关键系统技术被少数发达国家垄断。
我国科研团队从基础研究做起,历经十余年攻关,全面掌握了从发射机到天线的离子回旋波系统研发与建造能力。
目前该系统国产化率已达到百分之百,经过上万次放电实验验证,运行稳定性和工程可靠性达到国际领先水平。
技术突破的背后,是科研团队持之以恒的创新实践。
张伟于2014年赴海外深造,2021年回国后全身心投入EAST装置离子回旋波系统的建设与维护工作。
2023年,团队研发的微波加热系统为EAST实现403秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行提供了核心支撑。
2025年初,该装置再次刷新纪录,将稳态高约束运行时间提升至1066秒,这一成果引起国际聚变界高度关注。
从技术封锁到自主可控,再到国际合作,我国核聚变研究实现了历史性跨越。
越来越多的国际同行主动寻求与中国团队开展技术合作,这充分证明了我国在该领域的技术实力和国际影响力。
当前,科研团队正加紧推进系统升级改造工作。
通过与国内顶尖科研机构及高校建立协同攻关机制,团队在天线结构优化、射频波与等离子体耦合物理机制等方面开展深入研究,力争在波耦合效率等核心指标上取得新突破。
按照我国核聚变能发展规划,紧凑型聚变能实验装置已进入总装阶段,预计2027年底基本建成,有望在2030年左右实现演示发电。
这将是我国在EAST装置基础上,首次验证聚变能发电的可行性,对推动核聚变技术从实验室走向实际应用具有里程碑意义。
业内专家普遍认为,随着实验堆、示范堆阶段技术的不断积累,若材料抗辐照等关键难题得以顺利解决,2050年前后有望建成首座商用聚变电站并实现并网发电。
届时,人类将真正掌握取之不尽、用之不竭的清洁能源。
张伟表示,核聚变能的发展正迎来历史性战略机遇。
十五五时期,团队将继续聚焦微波加热等前沿技术领域,加强原始创新和关键核心技术攻关,力争取得更多原创性突破,为实现清洁能源普惠全人类的目标贡献力量。
核聚变技术的每一次突破，都是人类向清洁能源梦想迈出的坚实一步。
中国科研人员用自主创新的实践表明，在事关人类未来的重大科技领域，我们不仅能够跟跑，更可以实现领跑。
当"人造太阳"的光芒照亮能源革命的未来，这场关乎人类可持续发展的科技长征，正书写着中国创新的时代答卷。