中國環流器二號M裝置。

　　實時監控大屏上一道電光閃過，稍作間歇又是一道，頻繁閃爍……在成都西南角，我國新一代可控核聚變研究裝置“中國環流器二號M”(HL-2M)4日正式建成放電，標志我國正式跨入全球可控核聚變研究前列，HL-2M將進一步加快人類探索未來能源的步伐。

　　新一代“人造太陽”

　　首次放電

　　不管是《流浪地球》里推動地球遠離太陽系的行星發動機，還是“鋼鐵俠”胸口正中那顆釋放巨大能量的斯塔克之心，“核聚變反應”這個命題在人類對未來的暢想中始終占有重要地位。

　　被重視的道理很簡單，太陽之所以能夠持續發光發熱，正是因為它時刻發生著核聚變反應。人類是否可以利用核聚變這個原理，在地球上建一個能夠可控輸出能量的裝置呢?

　　為開發未來的新能源，積極開展磁約束核聚變研究，由中核集團核工業西南物理研究院(核西物院)承擔的中國環流器二號裝置項目，是我國大型常規磁體托卡馬克聚變研究裝置。該裝置意在通過可控熱核聚變方式，給人類帶來幾乎無限的清潔能源，俗稱“人造太陽”。

　　2020年12月4日14時02分，新一代“人造太陽”裝置——中國環流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并實現首次放電，標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術，為我國核聚變堆的自主設計與建造打下堅實基礎。

　　“核聚變由氘、氚離子聚合成氦，聚合中損失的質量轉化為超強能量，這和太陽發光發熱原理相同，所以可控核聚變研究裝置又被稱為‘人造太陽’。”中核集團核工業西南物理研究院聚變科學所所長許敏介紹，“HL-2M是我國規模最大、參數最高的‘人造太陽’。”

　　可控核聚變需要超高溫、超高密度等條件，多采用先進托卡馬克裝置，通過超強磁場將1億攝氏度的等離子體約束在真空室內，達到反應條件。目前全球在共同探索其實現方法，建造模擬實驗平臺。HL-2M是我國自主知識產權的模擬核聚變研究裝置。

　　該裝置采用更先進的結構與控制方式，等離子體體積達到國內現有裝置2倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達1.5億度，能實現高密度、高比壓、高自舉電流運行，是實現我國核聚變能開發事業跨越式發展的重要依托裝置，也是我國消化吸收ITER(國際熱核聚變實驗堆計劃)技術不可或缺的重要平臺。

　　關鍵技術

　　達到國際先進水平

　　該項目于2009年由國家原子能機構批復立項，由中國核工業集團核工業西南物理研究院自主設計建造。作為核工業主管部門，國家原子能機構通過強化科研投入和研發能力建設等，全力推動核聚變相關基礎研究與應用研究。近年來國家原子能機構創新管理模式，賦予科研院所自主權和決定權，持續穩定支持核聚變基礎性、前瞻性研究，催生一大批原創性、前沿性成果。

　　聚變科學所總工程師楊青巍說：“國際上等離子體的磁約束時間大約不到1秒，HL-2M可實現10秒，對超高溫等離子體的磁現象、流體不穩定性、約束湍流等前沿研究具有重大意義。它也是國際熱核聚變實驗堆計劃的重要支撐。”

　　此前，中核集團先后發展了多種類型的磁約束聚變研究裝置，建成了中國環流器一號、新一號和二號A裝置等三大國家重要科研設施，并取得了系列重大科研成果，樹立了中國核聚變研究史上的一座座豐碑，為我國聚變能的發展奠定了堅實的科學工程技術與人才基礎。

　　在HL-2M裝置建設過程中，核工業西南物理研究院聯合國內多家研制單位，在裝置物理與結構設計、特殊材料研制、材料連接與關鍵部件研發、總裝集成等方面取得了多項突破，實現了可拆卸線圈結構，增強了控制運行水平，提升了裝置物理實驗研究能力;攻克了高鎳合金雙曲面薄壁件大型真空容器模壓成型和焊接變形控制等關鍵技術;掌握了具有國際先進水平的異形銅合金厚板材制造成型工藝，實現了高強度膨脹螺栓組件的自主國產化;研制成功國際先進水平的國內首臺大型立軸脈沖發電機組。

　　以HL-2M裝置建設為牽引，西物院掌握的特種材料、關鍵設備、極端條件精密制造等關鍵技術，已形成“同步輻射”效應，在航空、航天、電子等前沿領域實現創新應用。HL-2M裝置是實現我國核聚變技術高質量發展的重要依托，將使我國堆芯級等離子體物理研究及相關關鍵技術達到國際先進水平，成為中國攜手世界核聚變能開發的國際合作平臺。

　　華西都市報-封面新聞記者 楊晨 綜合新華社