新華社合肥8月2日電(記者張栩、何曦悅)炎炎夏日,在清風(fēng)與水波之間,坐落于安徽省會(huì)合肥市西郊的一座半島顯得格外寧?kù)o。而一項(xiàng)正在島上全速推進(jìn)的事業(yè),卻火熱而澎湃:那就是著眼于全人類(lèi)未來(lái)的核聚變能源研究。
這里被人們稱(chēng)為科學(xué)島,是中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院所在地。不足3平方公里的小島,正是中國(guó)科技創(chuàng)新與開(kāi)放的縮影。通過(guò)廣泛合作,這里的科研人員正與全球一起探尋未來(lái)清潔能源,解決氣候變化和人類(lèi)健康問(wèn)題。
“我非常喜歡這里的一點(diǎn)是,正如你在控制大廳能看到的,這里有大量的年輕人參與項(xiàng)目,這正是核聚變科研所需要的?!眹?guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行部門(mén)負(fù)責(zé)人理查德·皮茨說(shuō)。
ITER計(jì)劃由中國(guó)與歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)共同實(shí)施,將在法國(guó)南部建成世界上最大的核聚變實(shí)驗(yàn)堆,被譽(yù)為全世界最大的“人造太陽(yáng)”。
“人造太陽(yáng)”就是要在地球上模擬太陽(yáng)的原理,用強(qiáng)磁場(chǎng)打造一個(gè)“磁籠子”,把上億攝氏度的高溫等離子體約束起來(lái),實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)。
皮茨說(shuō),ITER應(yīng)該被視為一個(gè)將各國(guó)團(tuán)結(jié)在一起的基礎(chǔ)項(xiàng)目,而中國(guó)就是一個(gè)很好的印證。
2006年,中國(guó)正式成為ITER的參與方。在這個(gè)國(guó)際大科學(xué)工程計(jì)劃中,中國(guó)承擔(dān)了近10%的科研任務(wù),涉及超導(dǎo)磁體、電源等核心關(guān)鍵部件。位于科學(xué)島上的中國(guó)科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“等離子體所”)是ITER中方任務(wù)的主要承擔(dān)單位之一。
在中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院,工作人員對(duì)全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST)進(jìn)行升級(jí)改造(2021年4月28日攝)。新華社記者 黃博涵 攝
科學(xué)島上,高11米、直徑8米,外形像一個(gè)“巨罐”,頂端飄揚(yáng)著五星紅旗……這是中國(guó)有“人造太陽(yáng)”之稱(chēng)的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置(EAST),匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場(chǎng)”“超大電流”等尖端技術(shù)于一“罐”,用來(lái)模擬太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)機(jī)制。
由于實(shí)現(xiàn)核聚變的原材料在地球上極豐富,且排放無(wú)污染,如果能造一個(gè)“太陽(yáng)”發(fā)電,人類(lèi)有望實(shí)現(xiàn)能源自由。這是EAST和ITER的目標(biāo),也是全人類(lèi)的共同夢(mèng)想。
2023年,ITER項(xiàng)目提出了新的建設(shè)和運(yùn)行計(jì)劃,這意味著需要通過(guò)實(shí)驗(yàn),提前演示并解決新計(jì)劃中的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。由于與ITER技術(shù)路徑、實(shí)驗(yàn)條件等一致,更在內(nèi)壁材料等研究領(lǐng)域領(lǐng)先,EAST被選為優(yōu)化ITER新方案的合作伙伴。
近年來(lái),圍繞EAST等核聚變能源研究領(lǐng)域大科學(xué)工程項(xiàng)目的建設(shè)和運(yùn)行,以及深度參與ITER計(jì)劃,EAST團(tuán)隊(duì)始終致力于同全球分享聚變科研成果。
2023年5月,這里的磁約束聚變能研究成為中國(guó)科學(xué)院首個(gè)正式啟動(dòng)的開(kāi)放創(chuàng)新試點(diǎn)領(lǐng)域,旨在加快構(gòu)建具有全球競(jìng)爭(zhēng)力和國(guó)際影響力的開(kāi)放創(chuàng)新生態(tài)和國(guó)際科技合作網(wǎng)絡(luò)。等離子體所積極響應(yīng)共建“一帶一路”倡議,助力東南亞、西亞、南美、北非等地核聚變新興國(guó)家的相關(guān)學(xué)科和實(shí)驗(yàn)裝置建設(shè)。
EAST物理實(shí)驗(yàn)總負(fù)責(zé)人龔先祖(左二)及團(tuán)隊(duì)成員與ITER科研人員商討實(shí)驗(yàn)計(jì)劃(2024年1月24日攝)。新華社記者 張端 攝
2023年7月25日,泰國(guó)首臺(tái)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置TT-1正式開(kāi)始運(yùn)行,由科學(xué)島上的等離子體所與泰國(guó)核技術(shù)研究所合作建成。雙方不僅合作建成了東盟國(guó)家首個(gè)托卡馬克裝置,同時(shí)還幫助泰國(guó)培養(yǎng)了一支聚變研究青年人才團(tuán)隊(duì)。
你來(lái)我往的雙向交流,在科學(xué)島上常年密集進(jìn)行著?!拔覀儓F(tuán)隊(duì)每年都有一百多人前往ITER總部開(kāi)展聯(lián)合攻關(guān)?!盓AST物理實(shí)驗(yàn)總負(fù)責(zé)人龔先祖說(shuō)。
同時(shí),過(guò)去兩年間,有數(shù)百名外國(guó)學(xué)者到訪科學(xué)島,與中國(guó)同行進(jìn)行交流合作。近年來(lái),科學(xué)島累計(jì)引進(jìn)各類(lèi)外籍人才130余人,建立了覆蓋約70個(gè)國(guó)家和地區(qū)、150余家科研機(jī)構(gòu)的全球創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)。
距科學(xué)島約16公里處,坐落著中國(guó)自主研發(fā)的第三代超導(dǎo)量子計(jì)算機(jī)“本源悟空”。這一名稱(chēng)來(lái)源于中國(guó)傳統(tǒng)文化中的神話人物孫悟空,寓意如孫悟空般“72變”,展示了其強(qiáng)大的算力。
從能源到算力,在這些全球關(guān)切共需的前瞻性科研領(lǐng)域,中國(guó)總樂(lè)于向世界分享成果、共享平臺(tái)。自1月6日在本源量子計(jì)算科技(合肥)股份有限公司投入運(yùn)行以來(lái),“本源悟空”已為超過(guò)125個(gè)國(guó)家的全球用戶完成了約25萬(wàn)次運(yùn)算任務(wù),全球訪問(wèn)次數(shù)已超過(guò)1200萬(wàn)次。
本源量子首席科學(xué)家郭國(guó)平表示,計(jì)算能力是未來(lái)經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),量子計(jì)算機(jī)的算力比超級(jí)計(jì)算機(jī)強(qiáng)得多,而且能耗更低?!拔覀兛梢岳昧孔佑?jì)算技術(shù)在各個(gè)行業(yè)實(shí)現(xiàn)突破,提高生產(chǎn)力,創(chuàng)造更多價(jià)值,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?!?/strong>
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