在科幻大片《流浪地球》系列中，為了拯救地球，人類開啟了“流浪地球”計劃，而其中的“人造太陽”更是為地球提供了源源不斷的能量，讓人類在漫長的宇宙流浪中得以生存。如今，這一科幻場景正在逐步走進現實，我國的“人造太陽”研究又取得了令人矚目的新進展，再次刷新世界對中國科技實力的認知。

何為“人造太陽”

所謂“人造太陽”，可不是真的在天上再造一個太陽，而是科學家們模擬太陽核聚變反應原理，在地球上建造的可控核聚變反應裝置。核聚變，簡單來說，就是兩個輕原子核，比如氫的同位素氘和氚，在極高的溫度和壓力下克服電荷排斥力，聚合成一個較重的原子核，同時釋放出巨大能量。這與太陽內部時刻進行的氫核聚變反應如出一轍，太陽正是靠著這種反應，數十億年如一日地向外輻射光和熱，為地球帶來生機。

與目前廣泛應用的核裂變相比，核聚變優勢明顯。核裂變是重原子核分裂成幾個輕原子核的過程，像核電站常用的鈾核裂變，雖然能產生能量，但弊端也不少。一方面，核裂變的燃料鈾等在地球上儲量有限，屬于不可再生資源；另一方面，核裂變會產生大量放射性廢料，處理起來極為棘手，一旦發生核泄漏事故，如切爾諾貝利和福島核事故，對生態環境和人類健康的危害堪稱災難性。而核聚變的燃料氘在海水中大量存在，據估算，海水中的氘足夠人類使用上百億年，可謂取之不盡；核聚變產生的放射性廢料極少，而且反應過程相對安全，一旦條件不滿足，聚變反應會立即停止，不存在核裂變反應堆那種堆芯熔毀、放射性物質大量泄漏的風險。

正因如此，可控核聚變被視為人類未來能源的“圣杯”，若能成功實現并商業化應用，將徹底改寫全球能源格局，為人類的可持續發展提供近乎無限的清潔能源。我國一直積極投身于這一前沿領域的探索，不僅在國內大力推進自主研發項目，還深度參與國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃這一全球最大的核聚變合作項目。在ITER項目中，我國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同出資、攜手合作，承擔了多個關鍵部件的制造任務，為人類共同的“人造太陽”夢想添磚加瓦。

本次突破亮點多

就在不久前，合肥科學島傳來了振奮人心的消息：國際尺寸最大、實驗條件最為完善的大型超導磁體動態性能測試系統成功建成，并且實現了材料、設備、系統 100%國產化。這一系統可是“人造太陽”最為核心的部件——超導磁體的關鍵測試設備，它的誕生標志著我國在超導磁體技術領域已然達到國際領先水準，徹底擺脫了對國外技術與設備的依賴。

該系統由一個直徑 6.5 米、高 9.2 米的大型真空容器以及極低溫、大電流電源等系統組成，能夠模擬超導磁體在強電磁場、高壓快速變化等極端條件下的運行狀態，開展超導磁體的強電磁場、高壓快速變化、系統可靠性等實驗，從而獲取充分的運行工況實驗數據。科研團隊歷經十年的艱苦攻關，成功攻克了大型聚變堆超導磁體設計、低阻超導接頭、超低溫磁體絕緣、失超保護、大型低溫、大電流電源及快速磁場變化安全控制等一系列技術難題，完成了大型超導磁體的研制工作。

在首輪實驗中，新建系統成功實現了穩態 48 千安的最大測試電流，“聚變工程堆中心螺管系統”的總儲能達 406.7 兆焦，接頭電阻保持在 0.1 納歐，全面達到了設計指標，這為確保超導磁體在未來實際應用中的表現奠定了厚實的基礎。中國科學院合肥物質院等離子體所研究員秦經剛透露，未來的測試計劃將使系統的載流能力超過 50 千安，磁場變化率將爭取達到 1.5 特斯拉每秒。科研團隊還將首次在大電流、多線圈、高磁場的動態條件下，進行性能參數的表征，而這些參數，目前國際上尚無參考，我國科研人員即將掌握的第一手資料意義非凡。

多系統協同推進

除了超導磁體系統取得的重大突破外，中國“聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施”的其他18項子系統的研制也基本完成，正在緊鑼密鼓地開展整體集成及調試工作。這一設施作為國家“十三五”重大科技基礎設施，承載著無數科研人員的心血與期望，其主要建設內容聚焦于超導磁體研究系統和偏濾器研究系統。

在聚變堆園區的各個科研廠房內，處處是一片繁忙而有序的景象。11號科研廠房里，那個高度20米、外形似“橘子瓣”狀的1/8真空室及總體安裝實驗平臺已然基本落成。這一平臺為D型截面雙層殼體結構，總高20米，D型截面高11米，最大環向直徑19.5米，最小環向直徑5.7米，真空室殼體選用50毫米厚的超低碳不銹鋼材料，總重達5600噸。在它的研制過程中，科研團隊攻克了重重難關，形成了40多項專利技術，熟練掌握了精密成型、柔性自動化焊接、相控陣超聲無損檢測以及大視場激光準直測量等關鍵技術，還為遙控操作系統提供了一個全尺寸的安裝模擬平臺，預計明年初就能正式啟用，為后續研究注入強大動力。

8號科研廠房的恒溫潔凈車間內，環向場線圈繞制生產線剛剛竣工完成。這條生產線主要由導體放送系統、導體校直系統、在線超聲清洗系統、導體噴砂與清洗系統、導體連續彎繞機、線圈繞制回轉平臺等設備通過自動控制系統聯動控制組成，致力于開展聚變堆級全尺寸D形線圈的制造驗證。這里的環向場線圈采用全球首創的高、中、低場三個子線圈堆疊和套裝組成，對繞制后的線圈輪廓度和平面度有著不超過1.5毫米的嚴苛要求，科研人員創新性地采用無張力繞制技術對截面64mm*64mm的超導導體進行連續精密繞制，完成了復雜輪廓繞制運動軌跡模擬、無張力連續推彎成形、截面氦管自動焊接等一系列關鍵技術研究，成功掌握了核心技術。

此刻，線圈繞制生產線的安裝和聯調測試已經圓滿完成，用于首個認證件繞制的900余米長的全尺寸導體也已準備就緒，即將開展線圈繞制工藝驗證，向著最終的成功穩步邁進。

13號北大廳是偏濾器等離子體與材料相互作用研究平臺的所在地，未來這里將建成國際上參數水平最高的直線等離子體裝置及其輔助系統，能夠產生聚變堆偏濾器所要承受的穩態大束流等離子體，有力推動面對等離子體部件的研發。項目負責人周海山研究員帶領團隊已經出色地完成了平臺物理和工程設計工作，還在測試臺上取得了連續24小時運行的偏濾器靶板束流密度等離子體的新紀錄，充分驗證了關鍵部件的穩定性，為CRAFT偏濾器研究系統建設筑牢了根基。

此外，偏濾器部件測試平臺、聚變遙操作測試平臺、輔助加熱系統、低溫系統、環向場大型超導磁體熱處理系統、中心螺管模型線圈磁體測試系統等子系統研制也在加速進行，現場火花四濺、機器轟鳴，科研人員們日夜堅守，與時間賽跑；110KV終端變電站及附屬供配電系統，由內循環外循環和冷凍水系統組成的水冷系統等配套支撐系統已經建成并投入運行，為整個設施的穩定運行提供了堅實保障，如同堅實的后盾，默默支撐著前沿的科研探索。

預計今年底，“聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施”將全面建成，屆時，它將成為國際聚變領域參數最高、功能最完備的綜合性研究平臺，為中國未來聚變工程堆更多核心部件的研制提供不可或缺的工程技術基礎和極端實驗條件，為我國開展聚變堆設計及核心部件研發、熱與粒子排除關鍵問題研究、大規模低溫和超導技術研究、強流粒子束與基礎等離子體研究、深空推進探索等諸多領域提供強大的技術支撐，助力我國在全球核聚變研究領域搶占制高點。

向終極能源邁進

每一次“人造太陽”取得的突破，都讓我們離那個用之不竭的清潔能源時代更近一步。一旦可控核聚變技術完全成熟并實現商業化運營，那將徹底改寫人類社會的能源版圖。困擾全球多年的能源危機有望迎刃而解，傳統能源帶來的環境污染問題，如溫室氣體排放、酸雨等，也將得到根本性扭轉，為地球生態的修復注入強大動力。

想象一下未來，“人造太陽”矗立在大地上，源源不斷地為城市、工廠輸送電力，無論是炎炎夏日的空調制冷，還是寒冬臘月的暖氣供應，亦或是電動汽車的便捷充電，都無需再為高昂電費、能源短缺而憂心。在工業領域，金屬冶煉、化工合成等高能耗產業將迎來全新變革，生產成本大幅降低，生產效率飛速提升，還將催生出高端材料制備等一系列新興產業，為制造業的高端化、智能化發展賦能。在農業生產中，可為溫室大棚提供充足電能，精準調控溫度、光照，讓四季都能成為豐收季，同時利用輻射誘變育種技術，培育出更多優良農作物品種。甚至在醫療前沿陣地，為質子治療等高端技術提供強勁能量支撐，助力攻克癌癥等疑難病癥，守護人類健康。

當然，通往終極能源的道路從來都不是一帆風順的。目前，“人造太陽”還面臨著諸多技術挑戰，比如如何進一步提高等離子體的溫度、密度和約束時間，怎樣優化裝置的穩定性與可靠性，如何降低建造成本與運維成本等。但就如同人類探索宇宙的征程一般，困難只會激發斗志，我國科研人員正以無畏的勇氣、創新的智慧，在這條充滿荊棘的道路上砥礪前行，向著“人造太陽”照亮全球的那一天奮勇邁進。 讓我們共同期待，在不久的將來，這顆“人造太陽”能真正高懸于人類文明的天空，為地球的可持續發展注入源源不斷的能量，開啟一個清潔、繁榮的新紀元。而中國，必將在這場能源變革的浪潮中，憑借深厚的科研積淀、卓越的創新能力，擔當起領軍者的重任，為人類的未來貢獻磅礴的中國力量！

中國科技砥礪前行

回首我國“人造太陽”的發展歷程，那是一部充滿艱辛與榮耀的奮斗史詩。從最初的艱難起步，科研條件簡陋，技術資料匱乏，到如今在國際舞臺上嶄露頭角，一項項關鍵技術的攻克、一個個核心部件的研制，都凝聚著無數科研人員的智慧與汗水。他們遠離繁華喧囂，扎根科研一線，面對一次次實驗失敗毫不氣餒，反復鉆研、不斷改進，用堅定的信念和頑強的毅力，鑄就了今日的輝煌。

我國在核聚變領域的持續奮進，不僅為自身能源安全和可持續發展筑牢根基，更是向世界彰顯了中國科技的雄厚實力與無限潛力。如今，我們正以領跑者的姿態，向著可控核聚變的終極目標大步邁進，不斷拓展人類認識自然、利用自然的邊界。

作為關注科技進步的熱心讀者，相信你也為我國“人造太陽”的卓越成就深感自豪。讓我們繼續攜手關注前沿科技動態，為中國科研加油助威，共同期待那清潔能源普照大地的美好未來！