合肥有個「人造小太陽」,長啥樣、有啥用

在安徽省合肥市西部的科學島，有一個被稱作「人工小太陽」的國之重器，名叫全超導託卡馬克核聚變實驗裝置。這是國家大科學裝置，是最終解決人類能源問題的重要實驗平臺。

聚變能由於具有清潔、環保、安全、原材料儲量極其豐富等優點，被認為是最終解決人類能源問題的戰略能源。而要研究聚變能，需要創造一些超高溫、超低溫、超強磁場等科學實驗條件，全超導託卡馬克核聚變實驗裝置正是創造這些科學實驗所需極端條件。

世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克EAST裝置誕生在合肥，由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體所建設。

EAST裝置，中文名為「東方超環」，俗稱「人造小太陽」。EAST由實驗「Experimental」、先進「Advanced」、超導「Superconducting」、託卡馬克「Tokamak」四個單詞首字母拼寫而成，即「先進實驗超導託卡馬克」，同時具有「東方」的含意。

它同時具有上億溫度的「超高溫」、零下269度的「超低溫」、「超大電流」、「超強磁場」、「超高真空」等極限條件，它的成功建設和運行是我國核聚變研究的裡程碑式突破。

國家大科學工程EAST裝置在高參數下開展穩態實驗研究的特長和能力以及取得的特色物理成果，推動我國在穩態磁約束聚變研究方面走在國際前列。

中科院合肥物質科學研究院院長匡光力告訴第一財經記者，EAST物理實驗先後創造多項託卡馬克運行的世界紀錄。EAST已成為國際上穩態磁約束聚變研究的重要實驗平臺，為世界聚變研究做出了中國人應有的貢獻。

EAST的成功運行受到國內外專家的高度讚譽，稱EAST是世界聚變工程的非凡業績，是世界聚變能開發的傑出成就和重要裡程碑。國際頂尖期刊《自然》和《科學》分別對等離子體所和我國聚變科學家的貢獻作出高度評價：「中國創造了聚變歷史」、「在這裡科學價值得到極大體現」。

目前，合肥研究院依託EAST裝置，深入開展磁約束核聚變科學與技術研究，取得多項國際聚變領域重大進展。通過探索EAST高性能穩態運行模式，發展適合未來反應堆的先進運行模式。

近年來，EAST物理實驗與工程建設穩步推進，進展喜人。比如，2017年7月，實現了穩定的101.2秒穩態長脈衝高約束等離子體運行，創造了新的世界紀錄。2018年7月，實現了高約束、高密度、高比壓的完全非感應先進穩態運行模式和電子溫度1億度等離子體運行等多項重大成果。

EAST裝置研發過程中形成的關鍵技術，跟老百姓未來生活也息息相關。

在EAST裝置研製過程中，等離子體所科研人員解決了一系列關鍵技術問題，自主發展了68項關鍵技術，形成了多個重大創新點，如大型超導磁體、超高真空、偏濾器、超導導體生產等技術等，填補國內空白，並具有廣泛的應用前景。

例如，發展出離子束誘變技術，已應用於農業領域。

合肥研究院科研人員創新地將離子束育種技術應用於農作物品種改良中，如通過離子輻照水稻，選育出一種「脆稈水稻」，這種水稻脆而不倒，易粉碎易降解，對於秸稈還田具有很好的效果。

例如，發展出的大型低溫超導技術等，正在應用於癌症治療裝備的研發。

質子和重離子放療是目前國際公認的最先進的放療治療技術，美、歐、日等科技發達國家已相繼開展了質子治療癌症的臨床研究。國際大量成熟的質子放療數據統計顯示，通過精準輻射腫瘤劑量，質子加速器能夠治療1/4的癌症病人，正常組織遭受輻射劑量減少60%，實現癌細胞定向爆破，單次手術的治療過程約8分鐘，降低腫瘤二次發作風險，五年存活率高達80%以上。