圖為新一代“人造太陽”HL—2M。

王大江攝

日前，在中核集團核工業西南物理研究院，隨著倒計時歸零，大屏幕上一陣強光閃過，數據分析小組傳來了好消息：我國新一代“人造太陽”HL—2M等離子體電流突破1兆安培，創造了我國可控核聚變裝置運行新紀錄。這標志著我國向可控核聚變點火邁進了重要一步，躋身國際第一方陣，技術水平居國際前列。

中核集團核工業西南物理研究院聚變科學所副所長、HL—2M實驗負責人鐘武律表示，衡量核聚變裝置及核聚變研究水平有3個參數：燃料的離子溫度、等離子體密度和能量約束時間，只有3個參數的乘積超過特定數值，才能夠實現真正的核聚變。

鐘武律進一步解釋，所謂“人造太陽”是一種通俗的說法，其基本原理是：核聚變是將較輕的原子核聚合為較重的原子核的核反應過程，在這個過程中會釋放出巨大的能量。太陽之所以能夠持續發光發熱，是因為它時刻發生著核聚變反應。“托卡馬克”是進行可控核聚變研究的主流裝置，其利用強磁場把上億攝氏度的等離子體長時間控制在真空容器里，并使聚變反應穩定持續地進行。由于它產生能量的原理與太陽相似，也被人們形象地稱為“人造太陽”。

據了解，中核集團核工業西南物理研究院作為我國“熱堆、快堆、聚變堆”核能發展三步走戰略中聚變堆研發的核心單位，是我國參與國際熱核聚變實驗堆(ITER)重要技術支撐單位，先后發展了多種類型的磁約束聚變研究裝置。

鐘武律說，1984年中國環流器一號(HL—1)的建成，是中國核聚變研究史上的重要里程碑，也是中國可控核聚變領域的第一座大科學工程裝置，它為中國自主設計、建造、運行聚變裝置積累了豐富經驗。2020年12月4日，中核集團核工業西南物理研究院自主設計、建造的新一代“人造太陽”建成并實現首次放電，被兩院院士評為“中國十大科技進展新聞”。 2022年，新一代“人造太陽”團隊獲“中國青年五四獎章集體”榮譽稱號。

“我們的‘托卡馬克’裝置其實就是在一個大型真空容器里面注滿氣體，然后把氣體電離變成等離子體，再用強磁場把帶電粒子控制住，讓它在真空容器里面懸浮起來。”鐘武律說，要讓未來的“托卡馬克”穩定運行，等離子體電流強度必須要在1兆安培。

HL—2M作為我國先進磁約束核聚變實驗研究裝置，是我國目前規模最大、參數能力最高的“托卡馬克”裝置，其等離子體電流強度可達2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達1.5億攝氏度，能夠實現高密度、高比壓、高自舉電流運行。

鐘武律表示，未來HL—2M將繼續有條不紊開展后續實驗工作，沖擊更高的等離子體電流強度和離子溫度等參數，全面提升核聚變三參數，實現我國“人造太陽”研究新的飛躍。