夸父造日？陸「人造太陽」將於年底完成 核聚變發電指日可待

開發聚變能源用來發電，大陸人造太陽「夸父」將於今年底全面建成。（央視新聞）

大科學裝置「夸父」 加快「人造太陽」研發

夸父逐日的神話我們都聽過，但今天我們要認識的大科學裝置「夸父」，不是助力逐日，而是助力「造日」。據大陸央視新聞報導，爲了開發利用聚變能源，中國在安徽合肥設計建造了大科學裝置——聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施——「夸父」項目。這一設施可以爲未來中國大陸的聚變堆建設，提供技術支撐和大型研發測試平臺。

太陽蘊含着無盡的能量，內部源源不斷地發生着聚變反應，釋放能量，滋養萬物。聚變能源具有原料豐富、安全高效、清潔低碳的獨特優點，聚變發電可提供近乎零碳排放的清潔能源，替代有限的化石能源，有望徹底解決人類能源問題。

人類要想實現利用核聚變能源，就需要建造出模擬太陽內部核聚變反應的裝置。顧名思義就是造出一個「太陽」，實現聚變發電。

「夸父」建設進入關鍵期 預計年底全面建成

目前「夸父」項目建設已經進入關鍵階段，預計將於2025年年底全面建成。在安徽合肥科學島的聚變堆園區裡，已經有部分聚變研究的大型科研設施建成，一部分則已經通過驗收。

這座D形的裝置，它形狀酷似一個「橘子瓣」，這座大型裝置名字叫：聚變堆主機八分之一真空室及總體安裝平臺，它是將於今年年底建成的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施「夸父」項目的重要組成部分。這座裝置的總高有20米，D形真空室的殼體高11米，主體部分採用的是超低碳不鏽鋼材料，總重達295噸。

在今年3月份，這座裝置已經通過專家組驗收。目前，科研人員在這裡開展的主要是調試、集成等工作。那麼這麼炫酷的造型到底是做什麼用的呢？科研人員介紹，之所以叫八分之一真空室，就是未來的聚變堆主機內部會有八個像這樣的裝置，圍成一個圓形的真空室。在這裡面把原料氘和氚加熱到上億攝氏度的高溫，產生核聚變反應進行發電，可見這個裝置的重要性。它既要耐高溫，強度也要高。目前國際上只有我們中國擁有這種大尺寸的類似裝置。

爲了開展核聚變相關研究，實際上中國大陸早已部署相關科研設施的建設。在合肥科學島，已經有大型科研裝置建成並投入運行，通過這些裝置，科研人員還取得了系列重要的科研成果。

例如，大陸國家重大科技基礎設施「人造太陽」全超導託卡馬克裝置EAST，這座大科學裝置在2006年就已經建成。「人造太陽」就是一種模擬太陽內部核聚變反應過程的裝置，通過控制和維持高溫等離子體運行，實現聚變反應來釋放巨大的能量。多年來，科研人員一直在用它開展物理實驗。

就在今年年初，利用「人造太陽」EAST科研人員就成功實現了1億攝氏度1066秒的穩態長脈衝高約束模等離子體運行，刷新了託卡馬克裝置高約束模運行的世界紀錄，這就意味着人類首次在實驗裝置上模擬出了未來聚變堆高效穩態運行必備的環境，這是國際上該領域研究的一項重大突破。

不僅如此，就在聚變堆園區邊上，緊湊型聚變能實驗裝置BEST工程的總裝工作在這兩天也已經啓動。目前，該工程的物理設計、工程設計等工作已經完成，主體工程正在加快建設，未來建成後它將演示聚變能源發電。

這座裝置可以理解爲它是一個緊湊型的核聚變實驗裝置，科學家們就是要通過建這樣一個裝置，模擬未來商業化應用的聚變堆在運行時的各種狀況，也就是先建設一個樣本出來，爲未來建設真正用於商業發電的大型聚變堆奠定基礎。

無論是已經建成的人造太陽EAST、還是今年年底前將完成建設的夸父項目，以及未來幾年將建成的BEST，合肥已經初步建成了聚變研究的裝置集羣。那麼這一系列大型科研裝置的建設及實驗研究，最終目的只有一個，就是加快中國大陸聚變能源的開發，讓聚變能源早日走進千家萬戶。我們離這個目標還有多遠呢？

目前「夸父」項目各系統建設進展如何？中國科學院等離子體物理研究所副研究員王騰表示，目前，「夸父」項目其他子系統也正在進行系統集成和調試。例如，我們正在研製的環向場原型線圈，將套裝在D形真空室外，用以產生約束高溫等離子體的強磁場，這個線圈將在今年八月份完成子線圈研製並開始總裝。類似的項目在整個項目中共有19個課題，分佈在園區中各個廠房內，圍繞聚變堆不同的核心部件開展關鍵技術攻關。

整體看，「夸父」項目將在今年底全面建成，建成後，它將是國際聚變領域參數最高、功能最完備的綜合性研究及測試平臺，將爲聚變實驗堆和工程堆核心部件的研發及建設保駕護航，爲大陸國家能源、信息、健康、環境等交叉前沿領域提供研究平臺和強大的技術支撐。

什麼時候聚變能源可以走進千家萬戶呢？王騰表示，當前研究主要集中在基礎實驗研究和工程技術驗證階段，且取得了良好成果，但聚變研究是一個持續攻關的過程，需要幾代科研人員幾十年的接續奮鬥，預計十年內能夠進行聚變發電演示，未來二十到三十年能夠真正走進千家萬戶，實現聚變能商用。