向极端要答案——2025中国大科学装置群加速突破,聚变"人造太阳"迈向工程化

向极端条件进军是当代科学研究的重要方向。极端温度、极端压力、极端真空等条件下开展探索,有助于揭示自然界的基本规律和物质的新状态,并带来新的技术突破。2025年,中国在极端条件科技创新上取得多项重要进展,其中核聚变领域的突破尤为引人关注。作为中国自主研制的大型科研装置,EAST自2006年建成运行以来,已成为全球核聚变研究的重要平台。装置主体高11米、直径8米,是世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置。其运行同时涉及上亿摄氏度的超高温、零下269摄氏度的超低温、相当于大气压百亿分之一量级的超高真空、上千倍家用电流的超大电流,以及数万倍于地球磁场的超强磁场,形成五种极端环境叠加的实验条件。 2025年,EAST实现了1亿摄氏度1066秒的高约束模等离子体稳定运行,刷新世界纪录。该成绩不仅体现温度,更关键在于稳定运行时间的显著延长。聚变反应的可控性与稳定性是走向商业发电的核心门槛,长时间稳定运行意味着中国在工程化路径上取得了明确进展。这一突破也标志着中国聚变能源研究从基础科学验证迈向工程实践,为未来商业化应用积累了关键经验。 为适应未来聚变能源装置的需求,EAST正在开展新一轮升级改造。其中的重点之一,是将第一壁材料由钼全面更换为金属钨。这并非简单替换,而是面向未来紧凑型聚变能实验装置BEST以及国际热核聚变实验堆ITER的技术路线进行对标验证,开展关键预研和前沿试验,为后续实验堆与装置建设提前储备技术。 在合肥未来大科学城,中国核聚变研究正加速形成集群。除EAST外,聚变堆主机关键系统CRAFT、紧凑型聚变能实验装置BEST等大科学装置也在2025年持续推进建设。多装置共同推进,构成中国核聚变科研的系统布局,共同指向同一目标:实现聚变能源商用发电。 从全球视角看,核聚变能源被普遍认为是满足人类长期能源需求的重要方向。与传统能源相比,聚变能具备清洁、安全、燃料来源广等优势。中国在该领域取得突破,不仅提升了自身科技竞争力,也为全球能源转型提供了新的增量。同时,2025年中国在极端条件科学研究上的多项进展——包括综合极端条件实验装置建成验收、杭州超重力离心机启用、北极载人深潜成功等——共同支撑起更完善的极端条件研究体系,为有关领域的技术创新提供基础能力。 当前,聚变能源研究仍面临多项关键挑战:如何在更长时间内维持更高的等离子体温度与密度,如何提升能量转换效率,如何兼顾装置的小型化与经济性等。EAST的最新成果表明,中国科研团队正在沿着这些关键问题持续推进,逐步逼近可用、可控、可持续的聚变能源目标。

从微观粒子到极地深处,从实验室装置到重大工程应用,中国科学家正在不断拓展认知与技术边界。这些扎根基础研究的突破,正在夯实国家战略科技力量的关键支撑,也表现出集中力量攻关重大任务的组织能力。随着科技创新持续向更极端、更未知的领域推进,中国迈向世界科技强国的步伐也在加快。