前不久，在位于四川成都的中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院內(nèi)，中國(guó)環(huán)流器二號(hào)M裝置（HL-2M）的核心部件主機(jī)線圈系統(tǒng)成功交付。自此，HL-2M進(jìn)入總體安裝階段，預(yù)計(jì)明年五、六月份可投入使用，我國(guó)離實(shí)現(xiàn)受控核聚變的夢(mèng)想又跨近了一步。

　　“HL-2M是一個(gè)大型托卡馬克受控核聚變研究裝置，是我國(guó)自主研制的新一代‘人造太陽(yáng)’。”HL-2M項(xiàng)目總工程師楊青巍說。

　　楊青巍解釋，太陽(yáng)發(fā)光發(fā)熱，靠的是它內(nèi)部時(shí)刻發(fā)生著的核聚變反應(yīng)；氫彈爆炸也是核聚變反應(yīng)，但無(wú)法加以和平利用。托卡馬克裝置使熱核反應(yīng)在一定約束區(qū)域內(nèi)，根據(jù)人們的意圖有控制地進(jìn)行，即受控核聚變，因此該裝置被通俗地稱為“人造太陽(yáng)”?？捎米魇芸睾司圩?nèi)剂系碾诤Ｋ袃?chǔ)量十分豐富，且受控核聚變幾乎不產(chǎn)生污染，因此“人造太陽(yáng)”成為人類的“終極能源夢(mèng)想”。

　　楊青巍說自己是幸運(yùn)的，因?yàn)樗麉⑴c了核西物院“人造太陽(yáng)”每一次的“迭代升級(jí)”，見證著中國(guó)受控核聚變研究在幾十年間實(shí)現(xiàn)從“跟跑”到“并跑”的飛速進(jìn)步。

　　跟跑：跑得很苦，但也跑得很穩(wěn)

　　1983年，楊青巍從中國(guó)科技大學(xué)畢業(yè)，進(jìn)入核西物院工作。那時(shí)候，我國(guó)受控核聚變研究尚處于起步階段，中國(guó)環(huán)流器一號(hào)裝置（HL-1）即中國(guó)自己設(shè)計(jì)制造的第一代“人造太陽(yáng)”還未安裝完成，楊青巍就跟著老前輩們做一些輔助性的工作。

　　“HL-1的核心指標(biāo)等離子體電流只有幾百千安，與最新的HL-2M的2.5兆安相比，那是數(shù)量級(jí)的差距。”楊青巍說。

　　彼時(shí)，國(guó)際上開展受控核聚變的試驗(yàn)研究已有幾十年的歷史。受控核聚變的發(fā)生需要上億度的溫度，目前已知的任何材料都承受不了如此高溫。不過科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，高溫的核聚變?nèi)剂弦缘入x子體的形式存在，而等離子體可以被磁場(chǎng)“拴住”。20世紀(jì)50年代，前蘇聯(lián)科學(xué)家率先發(fā)明“托卡馬克”裝置，對(duì)一個(gè)游泳圈形狀的真空腔施加強(qiáng)大磁場(chǎng)，等離子態(tài)的核聚變?nèi)剂暇蛻腋≡诶锩孀鰣A周運(yùn)動(dòng)，這樣一來，“人造太陽(yáng)”的“容器”問題就有了解決方案，掀起了磁約束受控核聚變研究的高潮。

　　1965年，根據(jù)國(guó)家“三線”建設(shè)統(tǒng)一規(guī)劃，核西物院的前身“西南585所”在四川省樂山市郊組建。楊青巍回憶，那時(shí)沒有圖紙和相關(guān)技術(shù)資料的支持，老一輩科學(xué)家只能憑借一些零星的國(guó)外論文資料，自己琢磨做研發(fā)。即便如此，老一輩科學(xué)家還是做出了我國(guó)自己的托卡馬克裝置，具備了參與國(guó)際合作與競(jìng)爭(zhēng)的條件。

　　“那時(shí)跟跑，我們跑得很辛苦，但也跑得很穩(wěn)。”楊青巍說。

　　并跑：從帶“耳朵”參會(huì)變成帶“嘴巴”參會(huì)

　　1984年，中國(guó)環(huán)流器一號(hào)裝置（HL-1）投入試驗(yàn)，到1992年，科學(xué)家在該裝置上開展了8年等離子體實(shí)驗(yàn)研究，取得了400多項(xiàng)科研成果。隨后，由楊青巍負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)，核西物院在HL-1的基礎(chǔ)上，改造升級(jí)建成HL-1M，使我國(guó)擁有了當(dāng)時(shí)國(guó)際先進(jìn)裝置具備的各種研究手段。

　　1999年由中國(guó)核工業(yè)集團(tuán)公司組織的專家評(píng)議會(huì)認(rèn)為：中國(guó)環(huán)流器新一號(hào)裝置（HL-1M）投入使用后，取得了一批具有特色的、達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)成果，使我國(guó)的核聚變?cè)囼?yàn)研究水平又邁上了一個(gè)新臺(tái)階。

　　2002年，由楊青巍負(fù)責(zé)診斷設(shè)計(jì)和早期試驗(yàn)運(yùn)行的中國(guó)環(huán)流器二號(hào)A裝置（HL-2A）在成都建成投用。2006年，該裝置將等離子體溫度提升到了5500萬(wàn)度，中國(guó)受控核聚變研究走到了國(guó)際前沿。

　　“進(jìn)入21世紀(jì)，我們的受控核聚變研究迅猛發(fā)展，在國(guó)際頂級(jí)期刊發(fā)表的論文，一年比過去十幾年都多。”楊青巍說，這個(gè)階段，我國(guó)科學(xué)家在國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議上，也已經(jīng)越來越多地發(fā)表自己的見解了，“經(jīng)過幾十年發(fā)展，我們終于從帶‘耳朵’參會(huì)，逐步變成帶‘嘴巴’參會(huì)”。

　　2006年，我國(guó)與歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)共同草簽協(xié)定，實(shí)施“國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃”。楊青巍說：“我國(guó)作為七方之一，承擔(dān)了其中約9%的研發(fā)制造任務(wù)，這也表明我國(guó)在受控核聚變研究領(lǐng)域，跨入了與國(guó)際‘并跑’的階段。”

　　有望領(lǐng)跑：希望“人造太陽(yáng)”首先點(diǎn)亮中國(guó)的電燈

　　近幾年來，楊青巍明顯感覺到，來到核西物院交流、借用HL-2A做試驗(yàn)的外國(guó)同行越來越多了。

　　“我們的試驗(yàn)裝置不是最先進(jìn)的，但我們有自己獨(dú)到的特點(diǎn)，可以為外國(guó)同行提供不可或缺的重要試驗(yàn)平臺(tái)。”楊青巍說，HL-2A的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，得到了國(guó)際同行的認(rèn)可，我們也為國(guó)際科研合作作出了重要的貢獻(xiàn)。

　　“即將建成的HL-2M，瞄準(zhǔn)的是和ITER相關(guān)的內(nèi)容。”擔(dān)任HL-2M總工程師、全面負(fù)責(zé)HL-2M總體設(shè)計(jì)和建造工作的楊青巍，在30多年間親歷了我國(guó)幾代“人造太陽(yáng)”的迭代升級(jí)，每一次升級(jí)都讓他特別自豪。

　　但楊青巍也指出，中國(guó)目前核聚變的研究只能說在某些技術(shù)上有所突破，并非達(dá)到全面跟上或趕超。他告訴記者，目前正在進(jìn)行第二輪設(shè)計(jì)的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）計(jì)劃如果順利完成，中國(guó)將可能真正實(shí)現(xiàn)“領(lǐng)跑”。

　　據(jù)介紹，CFETR項(xiàng)目計(jì)劃分三步走，第一階段到2021年，CFETR開始立項(xiàng)建設(shè)；第二階段到2035年，計(jì)劃建成聚變工程實(shí)驗(yàn)堆，開始大規(guī)?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)；第三階段到2050年，聚變工程實(shí)驗(yàn)堆實(shí)驗(yàn)成功，建設(shè)聚變商業(yè)示范堆，完成人類終極能源夢(mèng)想。

　　楊青巍說，受控核聚變的科學(xué)可行性已經(jīng)得到驗(yàn)證，科學(xué)家目前做的工作，很大程度上是在驗(yàn)證受控核聚變的工程可行性，未來希望“人造太陽(yáng)”首先點(diǎn)亮中國(guó)的電燈。