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編者按：中國環(huán)流器二號M裝置項(xiàng)目總工程師楊青巍稱如果中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）計(jì)劃得以完成，中國人離實(shí)現(xiàn)核聚變清潔能源的夢想將又跨近一步。

兒歌《種太陽》唱出這樣的愿望：長大以后能播種太陽。實(shí)際上，從上世紀(jì)60年代起，中國就有這樣一群人前赴后繼，實(shí)踐著再造一個(gè)“太陽”的計(jì)劃。

太陽之所以能夠持續(xù)發(fā)光發(fā)熱，是因?yàn)樗鼤r(shí)刻發(fā)生著核聚變反應(yīng)。這個(gè)已延續(xù)半個(gè)世紀(jì)的工程，也正是基于該原理，以期建造一個(gè)能夠可控輸出能量的核聚變裝置（俗稱“人造太陽”），從而實(shí)現(xiàn)人們對于新能源的需求。

今年，由中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院（簡稱核西物院）承擔(dān)的中國環(huán)流器二號M裝置項(xiàng)目正式啟動(dòng)安裝。這個(gè)大型常規(guī)磁體托卡馬克核聚變研究裝置意在通過可控?zé)岷司圩兎绞剑芯?a href="http://studentannounce.com/news/search.php?kw=%E6%B8%85%E6%B4%81%E8%83%BD%E6%BA%90">清潔能源的產(chǎn)生。這也是在核西物院里誕生的新一代“人造太陽”。

中國環(huán)流器二號M裝置項(xiàng)目總工程師楊青巍說他是幸運(yùn)的，因?yàn)樗麕缀鯀⑴c了每一次的“迭代升級”，也正在見證中國于核聚變研究領(lǐng)域“由量變到質(zhì)變”。

核聚變的研究，外人看來好像一眼望不到盡頭。楊青巍卻笑稱大有樂趣，“就像陳景潤樂意窩在那個(gè)六平方米的空間里解析哥德巴赫猜想一樣，我們總在發(fā)現(xiàn)別人發(fā)現(xiàn)不了的東西。”

楊青巍認(rèn)為，中國目前核聚變的研究只能說在某些技術(shù)上有所突破，并非全面跟上或趕超。但如果中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）計(jì)劃得以完成，中國則可能實(shí)現(xiàn)真正的“領(lǐng)跑”。而那時(shí)，中國人離實(shí)現(xiàn)核聚變清潔能源的夢想將又跨近一步。

白手起家

“跟跑”時(shí)，研究儀器全靠自己組裝焊接

“老了。”被問及這近四十年在核西物院里感受到的最大變化，楊青巍仰頭一笑后，凝望著遠(yuǎn)方，“原來都這么多年了，過得真是挺快的。”1983年，中國環(huán)流器一號（HL-1）即中國自己設(shè)計(jì)制造的第一代“人造太陽”的安裝進(jìn)入了最后階段，而從中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)畢業(yè)的楊青巍則剛踏入核西物院的大門，“那時(shí)上躥下跳跟著老前輩們做一些輔助性的工作。”而到了中國環(huán)流器二號A裝置（HL-2A）的安裝建設(shè)時(shí)，從診斷設(shè)計(jì)到早期的試驗(yàn)運(yùn)行，楊青巍已是獨(dú)當(dāng)一面了，“成自己的孩子了，到了現(xiàn)在更是。”話畢，他指了指核西物院的試驗(yàn)大廳，這里新一代“人造太陽”中國環(huán)流器二號M裝置正在進(jìn)行核心部分線圈的安裝。而楊青巍，正是這個(gè)項(xiàng)目的總工程師。

中國人造太陽迭代的背后，是科研人員接力堅(jiān)守的身影。始建于1965年的核西物院，最初選址于四川樂山市市郊肖壩。這個(gè)坐落于群山的研究院，基礎(chǔ)設(shè)施及生活條件非常有限。

楊青巍回憶，通往研究院的路幾乎都是又窄又泥濘的田埂，買菜得背個(gè)背簍下山至樂山城邊上的斑竹灣，一路上，掉田里或是被蛇咬的情況不在少數(shù)。實(shí)驗(yàn)條件更是因陋就簡。“不僅要花一半的時(shí)間研究儀器，還要花一半時(shí)間當(dāng)工人。”楊青巍開玩笑說，電子儀器說到底不過電容、電阻和三極管的組合，買不到就自己將電容一個(gè)接一個(gè)焊接起來。沒有現(xiàn)成的機(jī)箱，就到工廠用鋁型材或鋼筋加工，里面的絕緣材料和電路板也全靠自己焊接。與徒手制造零部件相比，沒有圖紙和相關(guān)技術(shù)資料的支持，則是當(dāng)時(shí)科研人員攻克“人造太陽”最大的難關(guān)。“七十年代末，工業(yè)基礎(chǔ)和研發(fā)積累遠(yuǎn)不如國外。我們能得到的相關(guān)資料，不過是其他國家在核聚變領(lǐng)域所發(fā)表的論文，憑借這些零星的資料，老一輩做研發(fā)基本全靠自己琢磨。”楊青巍形容，當(dāng)其他國家在這一領(lǐng)域一溜煙地往前跑時(shí)，國內(nèi)還處于起步跟跑的狀態(tài)。

如今，在樂山的研究院舊址，仍然放置著中國環(huán)流器一號以及環(huán)流器工作時(shí)所需的其他設(shè)備，并開放為中國核聚變博物館，以此留住中國核工業(yè)徒手起步的崢嶸歲月。

行囊之變

折射出與國際核聚變研究“并跑”之路

伴隨著與國外交流機(jī)會(huì)的增多，楊青巍從藏在大家出國“行囊”里的變化，感受到了差距在縮小。

上世紀(jì)八十年代以前“出門”機(jī)會(huì)少且“怯生”，“口袋里沒裝什么研究成果，英語口語也不好的老一輩只能帶著‘眼睛’去看看別人手中的英文、俄文資料。”而到了八十年代末期，研究人員可以帶著“耳朵”坐上國際交流的圓桌，開始能聽懂別人到底說了什么。“九十年代時(shí)，我們則是帶著‘腦子’去的，因?yàn)橐伎紕e人做了什么，我們又能做什么。”楊青巍比喻，跨入新千年，大家可以帶著“嘴巴”前往了，因?yàn)橐幦?ldquo;在同一平臺上，我們能做什么了”。

這些“行囊”伴隨的是中國核聚變研究奮起直追的步伐。八十年代末，中國環(huán)流器一號裝置（HL－1）已經(jīng)開展了等離子體研究，且達(dá)到了國際同類裝置中等離子體參數(shù)的國際水平；而后，中國環(huán)流器新一號（HL-1M）被改造出世，并取得了一批具有特色的、達(dá)到國際先進(jìn)水平的實(shí)驗(yàn)成果；2006年，中國環(huán)流器二號A裝置（HL-2A）將等離子體電子溫度提升到了5500萬度，標(biāo)志著中國人向聚變裝置點(diǎn)火所需的1億度高溫邁進(jìn)了一大步。

也就在2006年11月21日，全球科學(xué)家催生建造的國際熱核實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃（簡稱ITER計(jì)劃）簽署協(xié)議，我國也成為ITER計(jì)劃的七個(gè)成員之一。

早在2002、2003年時(shí)楊青巍就開始為中國加入ITER計(jì)劃作前期準(zhǔn)備。“作為理事方之一的中國，自然也要去‘認(rèn)購’一部分設(shè)備的研發(fā)，如何分工、各個(gè)部分多少錢，甚至‘是否要加班’之類工作文化的認(rèn)同上，大家都要進(jìn)行協(xié)商。”

如果單純討論科研問題還算容易，但用英語爭論“雞毛蒜皮”卻讓楊青巍犯了難。口頭交涉僵持不下，大家就坐下來把想說的都寫在紙上進(jìn)行交流。最終，歐盟認(rèn)領(lǐng)了大半任務(wù)，而中國則承擔(dān)起其中約9%的研發(fā)制造，核西物院則承擔(dān)了其中約一半部件的研發(fā)。

未來展望

主導(dǎo)CFETR計(jì)劃將助力中國實(shí)現(xiàn)“領(lǐng)跑”

加入ITER計(jì)劃后，中國在核聚變領(lǐng)域的研究被認(rèn)為從“跟跑”進(jìn)階到了“并跑”。

何時(shí)到“領(lǐng)跑”？楊青巍的回答客觀而嚴(yán)謹(jǐn)。“科學(xué)研究依靠的是時(shí)間和資金的積累，中國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。”但同時(shí)，他提到了目前正在進(jìn)行第二輪設(shè)計(jì)的中國聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）計(jì)劃。“這個(gè)是完全由中國主導(dǎo)的。如果完成，中國則可能實(shí)現(xiàn)真正的‘領(lǐng)跑’。”

楊青巍解釋，目前已有的裝置，其實(shí)都并沒有解決“永不枯竭的能源”問題。“在ITER計(jì)劃前，我們的研發(fā)制造裝置是為了一步步驗(yàn)證其工程技術(shù)以及科學(xué)可行性，并研究解決其中產(chǎn)生的物理問題。而位于法國的ITER項(xiàng)目就將真正計(jì)劃進(jìn)行以氘（dāo）氚（chuān）為燃料反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。”

但這都還未達(dá)到最終目的。ITER計(jì)劃將于2025年基本組裝完畢，2035年整體建設(shè)完成進(jìn)入全負(fù)荷實(shí)驗(yàn)，并力爭在2050年進(jìn)行商業(yè)投產(chǎn)。而中國的CFETR反應(yīng)堆，則旨在建起ITER和未來核聚變電廠之間的橋梁。據(jù)悉，CFETR建成后，將是一個(gè)和北京天壇祈年殿一樣大小、與一艘航母重量相當(dāng)?shù)某笮秃司圩兎磻?yīng)裝置。“真正實(shí)現(xiàn)能夠用清潔能源發(fā)電之后，還要考慮商業(yè)可行性的問題。”楊青巍坦言，“人造太陽”這一棒，還要接力下去。我國核聚變研究起步時(shí)，在大型現(xiàn)代化專業(yè)研究所的建設(shè)方面，除了中核集團(tuán)所屬的核西物院外，還建成了中國科學(xué)院所屬的等離子體物理研究所（ASIPP）。此外，在中國科技大學(xué)、大連理工大學(xué)等高等院校中也建立起了核聚變及等離子體物理專業(yè)或研究室，逐漸壯大研究力量。這十幾年，在世界物理學(xué)最頂級學(xué)術(shù)期刊《物理評論快報(bào)》上，由國人發(fā)表的核聚變論文已達(dá)數(shù)十篇。楊青巍介紹，每一年核聚變界能在上面發(fā)表的論文不過以個(gè)位數(shù)記。

而就在這幾年，更令他驚訝的是，一家民營企業(yè)也加入了研究陣營，投入了以億計(jì)的資金。“這個(gè)項(xiàng)目不是短時(shí)間就能出成果的，雖然不知道其具體的想法和布局是什么，但我想也許他嗅到了我們還未察覺的信號。” 

原標(biāo)題：為中國人實(shí)現(xiàn)核聚變清潔能源夢想 接力造“太陽”