在上海臨港的實驗廠房內(nèi)，一座形似“甜甜圈”的銀色裝置靜靜矗立，這正是全球首臺全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置“洪荒70”。不久前，這臺被科研人員稱為“人造太陽”的設(shè)備成功實現(xiàn)1337秒穩(wěn)態(tài)長脈沖運行，一舉打破商業(yè)核聚變領(lǐng)域世界紀(jì)錄，標(biāo)志著我國在未來能源賽道上邁出關(guān)鍵一步。

科研團(tuán)隊負(fù)責(zé)人介紹，太陽的能量源自內(nèi)部持續(xù)進(jìn)行的核聚變反應(yīng)。若能在地球上模擬這一過程，以海水中的重水為燃料，人類將獲得近乎無限的清潔能源。然而，太陽核心溫度高達(dá)1500萬攝氏度，地球既無法復(fù)現(xiàn)如此極端環(huán)境，也缺乏能耐受該溫度的材料。托卡馬克裝置通過磁場約束高溫等離子體的設(shè)計，為解決這一難題提供了可行方案。

在裝置剖面圖中，環(huán)形真空室被多層線圈環(huán)繞的構(gòu)造清晰可見。通電后，線圈產(chǎn)生的螺旋形磁場形成無形“牢籠”，將溫度超過1億攝氏度的等離子體火球懸浮于真空室內(nèi)，避免其與器壁接觸導(dǎo)致設(shè)備損毀。這種“磁約束”技術(shù)，正是實現(xiàn)可控核聚變的核心挑戰(zhàn)。

與傳統(tǒng)托卡馬克裝置不同，“洪荒70”采用高溫超導(dǎo)材料構(gòu)建磁場系統(tǒng)。普通磁體通電后會產(chǎn)生焦耳熱，限制持續(xù)運行時間；而高溫超導(dǎo)材料在臨界溫度下電阻歸零，不僅能產(chǎn)生更強磁場，還將裝置體積縮小至常規(guī)設(shè)備的三分之一，建造成本降低逾40%。自2024年6月啟動實驗以來，該裝置已實現(xiàn)等離子體電流突破1兆安、能量增益因子Q值顯著提升等系列突破，且關(guān)鍵部件國產(chǎn)化率超過96%，擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)。

在硬件突破的基礎(chǔ)上，人工智能技術(shù)為裝置運行注入新動能。研發(fā)團(tuán)隊開發(fā)的AI控制系統(tǒng)，能以毫秒級響應(yīng)速度監(jiān)測等離子體溫度、密度及位置參數(shù)，實時調(diào)整磁場配置。這種“智能導(dǎo)航”模式使實驗調(diào)控從“經(jīng)驗驅(qū)動”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)驅(qū)動”，將等離子體約束時間提升數(shù)個量級。目前，該系統(tǒng)已積累超過10萬組實驗數(shù)據(jù)，為后續(xù)優(yōu)化提供重要參考。

隨著“洪荒70”持續(xù)刷新運行紀(jì)錄，我國在可控核聚變領(lǐng)域的技術(shù)積累正轉(zhuǎn)化為產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。上海臨港基地已啟動下一代裝置預(yù)研，計劃將等離子體持續(xù)時間擴(kuò)展至小時級。與此同時，高溫超導(dǎo)材料、等離子體診斷設(shè)備等相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈逐步完善，為未來能源商業(yè)化奠定基礎(chǔ)。