当前，一大批令世人瞩目的“大国重器”正在加速推进。它们全面展示中国科技的“硬核”实力，彰显蓬勃向上的中国力量，讲述着中国现代新神话。


四川日报联动浙江日报、安徽日报、湖南日报、湖北日报，开展“中国新神话”全国两会特别报道，用万龙甲、混元伞、天元鼎等中国神话中家喻户晓的神兵利器对应各省具有代表性的“大国重器”，突出展示这些“大国重器”的重大作用和最新进展。


神兵利器

天元鼎是动画电影《哪吒之魔童闹海》中的物品，为玉虚宫的镇宫之宝，可将鼎中生灵炼化为仙丹。从外形上看，天元鼎与全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）颇为相似，且内部都充满了惊人的能量。

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全超导托卡马克核聚变实验装置有“人造太阳”之称，是中国自主设计和建造的世界首个全超导非圆截面托卡马克装置，由中国科学院合肥物质科学研究院建设运行。装置由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等六大部件组成。其实验运行需要有大规模低温氦制冷、大型高功率脉冲电源及其回路、大型超导体测试、大型计算机控制和数据采集处理、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热、大型超高真空以及多种先进诊断测量等系统支撑。

新进展

近日，位于安徽合肥科学岛的EAST装置正在进行降温抽真空，为即将开启的国内外联合实验做准备。在等离子体所实验室里，研究人员正紧盯着屏幕实时监测EAST装置真空系统的运行状况。

EAST装置高约11米、直径约8米、重400余吨，形如“巨罐”。一个多月前，这个“大家伙”刚刷新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”。这一突破标志我国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越，距离实现聚变发电又近一步。

太阳之所以能发光发热，是因为内部的核聚变反应。如果能在地球上造一个“太阳”来发电，就如同拥有了一座原料不竭且无污染的发电厂，从而实现水清天蓝、能源永续。

EAST装置全称为全超导托卡马克核聚变实验装置，因其拥有类似太阳的核聚变反应机制，也被称为“人造太阳”。

真空课题组的负责人左桂忠研究员在等离子体所工作了12年，见证了“人造太阳”从30秒高约束模，到今年的1066秒高约束模突破，每一次突破都有他和团队的全力以赴。

“装置运行时，上亿摄氏度高温等离子体，不仅损伤第一壁材料，还会引起杂质溅射、燃料滞留及再循环，严重制约长脉冲高参数等离子体运行。”左桂忠介绍，团队通过自主创新，研发了大抽速、大容量低温泵，发展超声分子束、弹丸注入等先进加料技术，率先开展了锂、硼等低Z材料调控EAST装置器壁环境实验，提升了真空系统性能，解决了长脉冲等离子体获得过程中杂质、燃料粒子再循环同步控制难题。

像这样的自主创新，在装置里还有很多。EAST装置上有核心技术200多项、专利2000余项，近百万个零部件协同工作，“超高温”“超低温”“超强磁场”是实现聚变点火的几个难点。为了实现核聚变条件，等离子体核心温度要达到1亿摄氏度甚至更高，运行时需要16000安培超大电流，承载这一电流的线圈要在零下269摄氏度的温度下工作，而运行时产生的磁场强度达到了地球磁场强度的约7万倍。

历经几代人接续研发、持续攻关，自2006年EAST建成运行以来，已开展了20余轮物理实验，等离子体运行次数超过15万次，长脉冲高约束模运行先后跨越60秒、100秒、400秒等重大里程碑。

安徽日报记者 鹿嘉惠

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