开展燃烧等离子体物理研究、实现产出能量大于消耗能量、演示聚变能发电……11月24日上午,在位于安徽合肥未来大科学城的紧凑型聚变能实验装置(BEST)主机大厅,中国科学院"燃烧等离子体"国际科学计划正式启动并面向国际聚变界首次发布BEST研究计划,聚力点燃"人造太阳"。

核聚变能,模拟太阳的聚变反应释放能量,被誉为人类的"终极能源"。数十年来,科学家们通过磁约束等技术路线,在实验装置上探索聚变反应所需的高参数、长脉冲等严苛条件。"我们将要进入燃烧等离子体的新阶段。"中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛介绍,这是聚变工程研究的关键,这意味着核聚变像"火焰"一样,由反应本身产生的热量来维持,是未来持续发电的基础。

近年来,我国核聚变研究加速,多次打破世界纪录。BEST装置作为我国下一代"人造太阳",承担"燃烧"使命。根据研究计划,2027年底该装置建成后,将进行氘氚燃烧等离子体实验研究,验证其长脉冲稳态运行能力,力求聚变功率达到20兆瓦至200兆瓦,实现产出能量大于消耗能量,演示聚变能发电。

"这是'无人区'的探索,将面临许多工程与物理挑战。"宋云涛说,如阿尔法粒子对维持聚变反应所需的超高温条件至关重要,但对其输运规律等研究有待深入。"牵头启动国际科学计划,既能依托我国超导托卡马克大科学团队的建制化优势,也有助于凝聚全球科学家的智慧与力量,协同突破聚变燃烧前沿物理难题。"

根据国际科学计划,等离子体物理研究所将面向全球开放包括BEST在内的多个核聚变大科学装置平台,设立开放科研基金、资助高频次专家互访交流。来自法国、英国、德国等十余个国家的聚变科学家共同签署《合肥聚变宣言》,该宣言倡导开放共享与合作共赢精神,鼓励各国的科研人员到中国开展聚变合作研究。