Pacing the frontier
——中国“人造太阳”再破纪录，核聚变能源之路加速前行
2025年8月14日，安徽合肥。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所内，全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST，俗称“人造太阳”）再次刷新世界纪录：实现等离子体电子温度超过1.2亿摄氏度、维持时间长达105秒的稳态运行。这一成果不仅让中国在可控核聚变领域继续领跑，更意味着人类距离“取之不尽的清洁能源”梦想又迈出坚实一步。
“这就像在太阳内部创造一个小型太阳，并将它‘拴’在地球上。”EAST项目总负责人、中国工程院院士李建刚在新闻发布会上难掩激动，“105秒的亿度高温等离子体运行，标志着我们掌握了长时间约束高温等离子体的关键技术，‘Pacing the frontier’——我们正稳步走在最前沿。”
从“秒级突破”到“百秒稳态”
可控核聚变被誉为“终极能源”，其原理与太阳发光发热相同——将氘和氚等轻原子核聚合成更重的原子核，释放巨大能量。与核裂变不同，聚变反应几乎不产生放射性废料，燃料取自海水，近乎无限。然而，实现可控核聚变极其困难：必须将燃料加热到上亿摄氏度，使其成为等离子体，并用强磁场将其约束在真空容器内，避免接触器壁。
EAST装置自2006年建成以来，历经十余次升级改造，不断挑战极限。此前，国际最高纪录是韩国KSTAR装置保持的30秒亿度运行。2023年，EAST曾实现403秒的等离子体运行，但温度较低（约7000万摄氏度）。此次“高温+长脉冲”的双重突破，难度远超单一指标。
“温度与约束时间是一对天然矛盾。”中科院等离子体物理研究所研究员、EAST物理实验负责人徐国盛解释，“温度越高，等离子体越不稳定，就像试图用手捏住一团滚烫的火球。我们必须通过精确控制磁场位形、优化壁处理技术、引入先进加热手段，才能让这团‘火球’安静燃烧105秒。”
前沿技术：国产材料与智能控制
此次突破背后，是多项关键技术的集成创新。国产第一壁材料——钨偏滤器经受住了长时间高热量冲击，未出现明显损伤。同时，基于深度学习的实时等离子体控制系统首次大规模应用，能够毫秒级响应等离子体扰动，自动调整加热功率和磁场参数。
“这相当于给‘人造太阳’装上了AI大脑。”技术团队核心成员张璐博士介绍，“过去需要物理学家紧盯着屏幕手动干预，现在机器可以自主学习最佳控制策略，让等离子体自动‘找平衡’。这不仅提升了运行效率，也为未来聚变堆的自主运行奠定了基础。”
此外，装置还采用了新型低杂波电流驱动系统，实现了更高效的电流维持，避免了等离子体因能量损失而淬灭。
国际反响：中国方案成焦点
消息一出，国际核聚变界迅速反应。国际热核聚变实验堆（ITER）组织总干事彼得·巴拉巴斯科夫发来贺信，称EAST的新纪录为“ITER的物理设计提供了宝贵数据”，并指出“中国团队在稳态运行方面的独特经验，对全球聚变研究具有里程碑意义”。
根据计划，ITER将于2035年实现首次等离子体放电，但延迟风险始终存在。中国自主设计的“中国聚变工程实验堆（CFETR）”项目已于2023年启动概念设计，目标是在2030年代建成能够发电的聚变堆。EAST的这次突破，直接验证了CFETR的核心物理方案——长脉冲、高约束、全超导。
“我们不只是在追赶，而是在开辟新路。”李建刚说，“十年前，我们跟着国际路线走；今天，我们可以说‘中国方案’正在定义聚变堆的标准。”
从实验室到电网：还有多远？
尽管EAST的成果令人振奋，但聚变能真正商业化仍有漫漫长路。问题核心在于“净能量增益”（Q值）——即输出能量必须大于输入能量。目前EAST仍以研究等离子体物理为主，尚未实现聚变点火。美国国家点火装置（NIF）2022年实现了Q≈1.5的聚变反应，但方式为激光惯性约束瞬间爆发，非稳态运行。
“两种路线各有优劣。”清华大学核能与新能源技术研究院教授王大中评价，“中国的磁约束方案更接近未来商用堆，但需要解决氚自持、材料中子辐照、经济性等工程难题。EAST的105秒是一次漂亮的阶段性胜利，但距离24小时不间断发电，还需要一两个‘十年’。”
前沿，不仅是技术
“Pacing the frontier”也体现在中国对聚变研究的开放态度。EAST装置自建成以来，已向全球40多个国家和地区的科学家开放实验机时，成为国际聚变重要实验平台。就在此次纪录诞生前，来自欧盟、日本、韩国的团队刚刚完成了一批联合实验。
“它不仅是科学装置，更是国际合作的桥梁。”来自德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所的客座研究员汉斯·穆勒现场观看了这次实验，“中国团队愿意分享数据和经验，这是前沿科学最需要的。”
当记者问及展望，李建刚院士望向EAST控制大厅屏幕上跳动的“105秒”，轻声说：“下一个目标，是几百秒、几千秒，直到‘人造太阳’在地球上永续发光。这条路很难，但我们正在加速。”
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