作者近影
人類面臨能源短缺的問題早已在人們的意料之中，聚變能源成為人類社會未來的理想能源，是最有希望徹底解決能源問題的根本出路之一。核聚變反應不產生溫室氣體及核廢料。原料可從海水中提取，幾乎取之不盡，不會危害環境。科幻片《流浪地球》描述的太陽熄滅后，人類要用1萬個聚變發動機產生的能量助推地球流浪到另外一個星際，說的就是聚變能的能力。
幾十年前，科學家們就開始琢磨著在地球上建一個像太陽一樣產生能量的裝置。因為在他們看來，太陽之所以產生能量，就是太陽內部在不斷地發生核聚變，如果能夠在地球上建造一個像太陽一樣不斷地發生核聚變的裝置，人類就能解決能源問題，造福人類。但其困難程度遠遠超出了他們最初的預計。
地球上最容易實現的聚變反應是氘氚聚變，如果讓氘和氚發生聚變反應，氘和氚所處的環境溫度必須達到1億攝氏度以上。在這樣的高溫下，拿什么樣的容器把高溫下的氘氚氣體約束在一起?這樣高的溫度，任何材料都注定無法承受。一旦某個環節出現問題，燃料溫度下降，聚變反應就會自動中止。為了實現這一夢想，全世界幾代科學家一直在奮斗，各國都在建設稱為托卡馬克的實驗裝置，利用磁懸浮的原理，將高達上億度的等離子體火球懸浮起來，在托卡馬克裝置上開展各種探索研究。
2006年開始，中、歐、美、日、俄、印、韓七方決定聯合建造國際熱核聚變實驗堆(ITER)，這是中國參加的最大的國際科技合作項目。希望通過建設和運行ITER，驗證和平利用核聚變能的科學技術和工程可行性。
中國托卡馬克研究經過近50年的發展取得了很大的進展，特別是過去的20年發展很快，率先在國際上建成了第一個全超導托卡馬克東方超環EAST，利用該裝置開展了一系列前沿科學技術研究，特別是長時間聚變等離子體物理技術的安全控制問題。通過參與ITER計劃和國內聚變研究的快速發展，中國在超導托卡馬克聚變堆工程建設和相關物理實驗方面已步入世界先進國家行列。由中國承擔的ITER部件制造進度和質量均已處于合作七方的前列，參與ITER計劃實施的一批科研機構和企業在超導托卡馬克工程建設、聚變實驗堆部件制造以及大科學工程管理等方面有長足進展，技術和管理水平大幅度提升。與此同時，在科學技術部的組織下，能夠驗證聚變大規模發電的中國聚變工程試驗堆(CFETR)設計和工程研發正在深入進行。從整體上看，中國已經基本具備了制造聚變實驗堆的工程技術和能力。當前積極謀劃未來中國聚變工程實驗堆的建設具有重要的戰略意義，成功建設和開展科學研究不但能為我國進一步獨立自主地開發和利用聚變能奠定堅實的科學技術與工程基礎，而且使得中國率先利用聚變能發電、實現能源的跨越式發展成為可能。
聚變的道路依然漫漫，無論目前的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)還是未來ITER都還不能發電，目前依然還不能說實現人類徹底掌握人造太陽的夢想。我們聚變人是幸運的，我們生活在這個幸運的年代，國家和科技高速發展，黨和國家以及公眾對聚變事業都是大力支持，我本人已經從事聚變研究近40年，真心希望不要再過40年聚變才能發電。中國聚變團隊時時刻刻都牢記國家和人民對我們的希望，不敢懈怠，唯有更加努力地工作，為了心中永遠的太陽，為了在中國點亮聚變第一盞燈去努力、去追夢、去飛翔!
(作者為中國工程院院士，理學博士，中科院等離子體物理研究所研究員，中國磁約束聚變專家組召集人，中國聚變工程試驗堆設計和工程預研負責人。)
