全球能源危机下，核聚变被视为“终极能源解决方案”——只需1升海水提取的氘氚，就能释放相当于300升汽油的能量，且无碳排放和核废料。2025年1月20日，我国全超导托卡马克装置EAST（东方超环）传来捷报：在1亿度高温下实现稳态高约束模（H-mode）运行1066秒，再次刷新世界纪录。这一突破标志着人类向“人造太阳”持续发电迈出关键一步，相关成果发表于《Frontiers of Engineering Management》。

从“瞬间火花”到“持续燃烧”：核聚变的百年难题
“太阳的核心每秒都在发生核聚变，但在地球上复制这一过程难如登天。”专家解释，核聚变需要将氘氚等离子体加热到1亿度以上（是太阳核心温度的6倍），并通过超强磁场将其“困住”不与容器接触。传统托卡马克装置如英国JET、美国TFTR，只能维持几秒的脉冲运行，如同“打火机点火”，无法实现持续能量输出。

我国EAST装置自2006年建成以来，始终瞄准“稳态运行”这一核心难题。与国际同类装置相比，EAST有三大独门绝技：非圆截面（D形等离子体截面，增强约束稳定性）、全超导线圈（无需反复冷却，降低能耗）、主动冷却内部结构（及时导出热量，避免装置熔化）。这些设计让EAST成为全球首个能长时间“稳住”上亿度等离子体的“太阳模拟器”。

“磁笼”锁高温：EAST的“超导魔法”
要让等离子体在1亿度下“乖乖听话”，EAST的“磁笼”技术是关键。装置的16个D形超导纵场线圈能产生3.5特斯拉的强磁场（相当于地球磁场的7万倍），12个极向场线圈则像“磁控开关”，通过调节磁通量驱动100万安培的等离子体电流。这种全超导设计，让EAST摆脱了传统装置“脉冲运行”的局限，如同从“一次性电池”升级为“充电宝”，实现持续供电。

更巧妙的是“射频加热”技术。EAST通过离子回旋、电子回旋等多种射频波，像“微波炉加热食物”一样，将等离子体从室温“煮”到1亿度。同时，通过“非感应电流驱动”，让等离子体自身产生电流，减少外部能量输入——就像让火焰自己维持燃烧，无需不断添柴。2023年，EAST已实现403秒运行，而2025年的1066秒，相当于让“人造太阳”持续燃烧17分钟，验证了稳态运行的可行性。

从实验室到电网：还要迈过哪些坎？
EAST的突破并非终点。目前，它主要解决“能不能持续烧”的问题，下一步需攻克“烧得稳、用得起”的挑战：一是如何进一步延长运行时间至小时级，接近未来商业堆需求；二是控制等离子体杂质，避免杂质积累导致能量损失；三是降低装置成本，让核聚变发电具备经济竞争力。

作为国际热核聚变实验堆（ITER）的重要伙伴，EAST的技术积累已直接支撑ITER建设。例如，其全超导线圈制造工艺被ITER借鉴，稳态运行数据为ITER的“1000秒目标”提供关键参考。未来，EAST将继续与ITER协同，为我国自主设计聚变工程试验堆（CFETR）奠定基础。

“1066秒不是结束，而是新起点。”EAST团队表示，核聚变发电有望在2050年后实现商业化，届时只需少量海水就能满足全球能源需求。

这场“追逐太阳”的征程，我国正从“跟跑者”变为“领跑者”。当“人造太阳”真正点亮电网的那天，或许我们能骄傲地说：“用海水发电，中国做到了。”

来源: 工程管理前沿