四川省级“大科学”装置建设迎来关键性进展，将填补“人造太阳”又一技术空白

12月14日，记者从四川天府新区科学技术局获悉，位于成都科学城的四川省重大科技基础设施准环对称仿星器项目主体结构已于近日封顶，预计2027年实现装置运行，建成投用后将填补我国在仿星器相关研究领域的空白，为全球磁约束聚变研究提供全新实践方案。

▲准环对称仿星器项目主体结构封顶

填补可控核聚变仿星器技术路线空白

预计2027年实现装置运行

仿星器是一种受控核聚变装置。按设计，仿星器通过模仿恒星内部的核聚变反应，将等离子态的氢同位素氘和氚约束起来，并加热至1亿摄氏度左右发生核聚变，以获得持续不断的能量。目前国际上运行的具有代表性的仿星器是德国“螺旋石7-X”。

▲项目效果图

去年11月，中国首台准环对称仿星器测试平台成果交流会在成都召开，宣布了我国在这一前沿领域的重大突破——由中国自主研发制造的准环对称仿星器测试平台通过实验，在国际上首次利用三维模块化线圈获得超高精度的“准环向对称磁场位形”。这一成果使我国成为继美国和德国之后，又一掌握“三维非平面模块化线圈”高精度制造工艺的国家。

“科研团队通过5年研发设计制造出三维模块化线圈，其精度小于1毫米，并获得了超高精度的准环向对称磁场位形，降低了新静电输运损失，提高了等离子体约束性能，为稳态磁约束聚变装置中磁场位形优化开辟了新途径。”西南交通大学聚变科学研究所所长许宇鸿介绍道。

▲准环对称仿星器测试平台 西南交通大学供图

“准环对称仿星器测试平台的启动为科学界带来新的先进位形仿星器。”国际能源署“仿星器-螺旋器”技术合作项目委员会主席罗伯特·沃尔夫评价说，通过对仿星器磁场位形的优化，为未来磁约束聚变提供了新方法、新技术。

“准环对称仿星器研究自启动以来，得到了四川省、成都市及天府新区各级的大力支持，现已立项为四川省重大科技基础设施，进入全面建设阶段，预计于2027年实现装置运行。”四川天府新区科学技术局相关负责人表示。

瞄准“未来终极能源”

成都多技术并行硬“核”出招

可控核聚变有“人造太阳”之称，由于核聚变能具有资源丰富、清洁绿色、安全高效等特点，被视为“人类未来理想终极能源”的首要选择。

▲建设现场

在可控核聚变的全球赛道上，技术路线的完整性与前沿性直接决定产业竞争力。当前，可控核聚变主要分为磁约束和惯性约束两类，最具有代表性的包括磁约束路线的托卡马克和仿星器，以及惯性约束的激光聚变和Z-箍缩四条技术路线。

今年6月，中核集团核工业西南物理研究院研发的新一代人造太阳“中国环流三号”托卡马克装置，实现百万安培亿度H模，聚变三乘积达到10的20次方量级，标志着中国聚变研究快速挺进燃烧实验阶段。

“与托卡马克相比，仿星器虽然技术相对复杂，但具有无需电流驱动、稳态运行等优点，能避免等离子体电流导致的大破裂。”许宇鸿说，传统仿星器的约束性能低于托卡马克，“准环对称”是一种先进的仿星器磁场位形，兼具了托卡马克高约束性能和仿星器稳态运行的优点，符合未来商用聚变堆的需求及发展方向。

磁约束技术路径以外，成都在惯性约束路线的“双线并进”同样进展明显。依托中国工程物理研究院激光聚变研究中心，成都高新区正规划建设高效激光聚变能源关键科学技术研究设施，将打造kJ@10Hz级激光束线、高效率直接驱动束靶耦合实验平台等多个束线及装置。在成渝（兴隆湖）综合性科学中心，电磁驱动聚变大科学装置也正加速推进，系统配置超高功率脉冲强流驱动器平台、聚变靶场物理参量综合测试诊断系统等试验设施，将为Z-箍缩局部体点火聚变可行性研究提供硬核支撑。

红星新闻记者 陈学志

编辑 张莉

审核 冯玲玲