*本文为《半月谈》2025年第4期内容
万物生长依赖太阳，这是常识。人类能否复刻太阳的神奇力量呢？在安徽合肥科学岛上，有一群科学家想要做这样的事。他们日夜相伴的中国“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），其目标仅有一个：让每个家庭都能掌握太阳的开关，让人类历史彻底摆脱能源危机这一困境。
听起来离我们较为遥远。然而，中国的“人造太阳”一直在持续进步。
千秒时刻至，聚变希望生
2025 年 1 月 20 日下午，在 EAST 控制大厅的大屏幕上，装置内部的红光不断闪烁。“998、999、1000……”当计时器突破 4 位数时，沉寂的大厅瞬间爆发出掌声。现场的科研人员纷纷起身欢呼。EAST 成功实现了 1 亿摄氏度 1066 秒高约束模等离子体运行。世界纪录被就此刷新。
太阳发光发热的原因是其内部的核聚变反应。“人造太阳”，顾名思义，就是要造出一个类似“太阳”的装置来实现聚变发电。核聚变材料在地球上非常丰富，并且排放无污染，在很多人看来，它就像是打开“能源自由”之门的钥匙。
可是怎样才能让核聚变日用可及呢？
EAST 所选择的技术路线为磁约束核聚变。简单来讲，就是要打造出一个“磁笼子”，将等离子体约束住。并且要同时创造出聚变所需要的条件，还要设法让这些条件长时间得以维持，以使核聚变反应能够持续进行，进而能够向外稳定地输出能量。中国科学院合肥物质科学研究院的副院长，也就是等离子体物理研究所（简称等离子所）的所长宋云涛表示，这一技术目前被公认为是最有希望的聚变技术。
2006 年，中国自主建成了 EAST。这个东西形似巨罐，拥有 22 个子系统，近百万个零部件。它拥有 200 多项核心技术，集“超高温”“超低温”“超强磁场”“超高真空”“超大电流”等极端条件于一身。过去几年里，EAST 的长脉冲高约束模运行时间不断延长。先后实现了 60 秒的重大突破，接着又实现了 100 秒的重大突破，之后还实现了 403 秒的重大突破。
EAST 物理实验的总负责人是龚先祖，他在控制大厅对实验数据进行监测，这张照片由杜宇拍摄。
1000 秒是聚变发电的一道门槛。宋云涛说，聚变反应达到千秒量级，就能够较好地实现自我维持。这意味着人类首次在实验装置上模拟出了未来聚变堆高效稳态运行的必备条件。
当然，造出真正有实用价值的“人造太阳”还有很长的路要走。重要的是，反应堆的配套设备需要不断地进行打磨，并且要与核心技术一同精进。
科学岛的北面，有一个名为“夸父”的园区，这里正在热火朝天地建设聚变堆主机关键系统综合研究设施。这个园区是国家重大科技基础设施的所在地，它将为未来的聚变实验堆和工程堆研制核心部件和关键子系统。
走进一间厂房，在“夸父逐日”的壁画之下，有一个物件映入眼帘。这个物件高 20 米，重 5600 吨，形状如同“橘子瓣”。它被称作 1/8 真空室。未来，8 个这样的“橘子瓣”将会合为一体，下一代“人造太阳”将在其中进行“燃烧”。
今年 1 月 14 日，园区内的强流直线等离子体装置是“赤霄”。该装置通过了专家验收。它得名于中国古代名剑。此装置每平方米每秒钟能极速喷射出 10 的 24 次方个粒子，也就是亿亿亿个粒子。它一次可连续运行 24 小时以上。我国成为荷兰之后，在国际上是第二个拥有此类装置的国家。
去年年底，“夸父”园区建成了大型超导磁体动态性能测试系统，这个系统在国际尺寸上是最大的，实验条件也是最完善的。“‘夸父’装置启动建设之后，已经完成了 80 余个关键里程碑建设任务，主体工程的进度完成了 83%。”中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的团委书记叶华龙进行了介绍，到 2025 年底，“夸父”将会全部完成建设。
昔日旁听者，已是“打样”人
在不久前于瑞士闭幕的 2025 达沃斯论坛上，“先进核技术”成为流行词之一。与会的专家普遍持有这样的观点，即小型模块化反应堆以及核聚变，是人类未来获取清洁能源的重要解决办法。为了达成这一梦想，多个国家都使出了浑身解数，并且都想要摘取可控核聚变技术这一能源技术领域中最为珍贵的“明珠”。
中国在上世纪 70 年代开始投入磁约束核聚变研究。当年那些在国际会议门外，只是背着馒头去学习的人，如今成为了世界级聚变研究会议的嘉宾。欧盟聚变委员会主席托尼·多恩表示，与欧美国家相比，中国的聚变研究起步较晚，然而其效率和进展都让人感到惊叹。
全超导托卡马克核聚变实验装置 黄博涵 摄
2006 年，中国正式成为全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）的参与方。在这个国际大科学工程计划中，各国共同参与“种太阳”的行动，而等离子体所是中方承担主要任务的单位之一。宋云涛称，在过去近 20 年的时间里。等离子体所已经与全球 50 多个国家的科研机构建立了稳定的交流合作关系，并且这些科研机构的数量超过了 120 家。此外，等离子体所还助力了众多正在探索核聚变的新兴国家建设相关学科和装置。
2024 年年初，有百余名中外科学家来到 EAST 开展联合物理实验。这些科学家以 ITER 实验运行部门负责人为首。他们来到这里是为了为 ITER 的未来运行“打样”，提前演练未来技术难题的攻坚之道。
聚变熊熊火，创新满天星
实际上，EAST的工作，已经与我们的生活有了链接。
春节期间，合肥市民外出采买年货或者走亲访友。也许很少有人知晓，“人造太阳”正在为他们提供帮助。安徽中科太赫兹科技有限公司生产出品，多台安检仪是从“人造太阳”的核心技术中脱胎而来的，这些安检仪已经被布置在市区的数个人流密集场所，以此来保障节日的安全。
公司总经理王宏北解释道：太赫兹技术原本是用于监测“人造太阳”内部那上亿摄氏度的“火球”的运行情况的。而将其用于安全检测，只是一个小小的尝试，就像是用一把很大的刀去做一件小事情一样。并且，我们还打算把太赫兹技术拓展到脑机接口等技术的研发领域中去。
合肥中科离子医学技术装备有限公司距离“夸父”装置不远。科研人员借助“人造太阳”研制过程中发展起来的超导、射频等技术，自主研发出了质子治疗系统。这个系统能够精确且高效地治疗人体肿瘤。目前，该系统已经完成了调试工作，计划在 2025 年上半年开始进行临床实验。
青年科学家陈晓娇正在“夸父”装置现场工作，她很乐意向人分享团队新成果的转化进展。他们团队基于“夸父”装置所采取的“超大电流”技术，研发出了新型智能微网控制系统，此系统可用于解决当下新能源接入及消纳的问题。
据悉，下一代“人造太阳”即中国聚变工程实验堆已经完成了工程设计。中国的磁约束核聚变路线图，已经指向了世界上首个聚变示范电站。在有生之年，也许一盏由聚变能点亮的灯火就会在你我的案头。
半月谈记者： 陈诺 徐海涛 何曦悦
