图为新一代“人造太阳”HL—2M。
王大江摄
日前，在中核集团核工业西南物理研究院，随着倒计时归零，大屏幕上一阵强光闪过，数据分析小组传来了好消息：我国新一代“人造太阳”HL—2M等离子体电流突破1兆安培，创造了我国可控核聚变装置运行新纪录。这标志着我国向可控核聚变点火迈进了重要一步，跻身国际第一方阵，技术水平居国际前列。
中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所副所长、HL—2M实验负责人钟武律表示，衡量核聚变装置及核聚变研究水平有3个参数：燃料的离子温度、等离子体密度和能量约束时间，只有3个参数的乘积超过特定数值，才能够实现真正的核聚变。
钟武律进一步解释，所谓“人造太阳”是一种通俗的说法，其基本原理是：核聚变是将较轻的原子核聚合为较重的原子核的核反应过程，在这个过程中会释放出巨大的能量。太阳之所以能够持续发光发热，是因为它时刻发生着核聚变反应。“托卡马克”是进行可控核聚变研究的主流装置，其利用强磁场把上亿摄氏度的等离子体长时间控制在真空容器里，并使聚变反应稳定持续地进行。由于它产生能量的原理与太阳相似，也被人们形象地称为“人造太阳”。
据了解，中核集团核工业西南物理研究院作为我国“热堆、快堆、聚变堆”核能发展三步走战略中聚变堆研发的核心单位，是我国参与国际热核聚变实验堆(ITER)重要技术支撑单位，先后发展了多种类型的磁约束聚变研究装置。
钟武律说，1984年中国环流器一号(HL—1)的建成，是中国核聚变研究史上的重要里程碑，也是中国可控核聚变领域的第一座大科学工程装置，它为中国自主设计、建造、运行聚变装置积累了丰富经验。2020年12月4日，中核集团核工业西南物理研究院自主设计、建造的新一代“人造太阳”建成并实现首次放电，被两院院士评为“中国十大科技进展新闻”。 2022年，新一代“人造太阳”团队获“中国青年五四奖章集体”荣誉称号。
“我们的‘托卡马克’装置其实就是在一个大型真空容器里面注满气体，然后把气体电离变成等离子体，再用强磁场把带电粒子控制住，让它在真空容器里面悬浮起来。”钟武律说，要让未来的“托卡马克”稳定运行，等离子体电流强度必须要在1兆安培。
HL—2M作为我国先进磁约束核聚变实验研究装置，是我国目前规模最大、参数能力最高的“托卡马克”装置，其等离子体电流强度可达2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达1.5亿摄氏度，能够实现高密度、高比压、高自举电流运行。
钟武律表示，未来HL—2M将继续有条不紊开展后续实验工作，冲击更高的等离子体电流强度和离子温度等参数，全面提升核聚变三参数，实现我国“人造太阳”研究新的飞跃。
