法国当地时间7月28日,国际热核聚变实验堆(ITER)托卡马克装置迎来重要里程碑——第6个真空室模块(Sector Module 1)顺利完成吊装并精确就位。至此,全球最大“人造太阳”核心结构组装进度已突破三分之二。这意味着人类距离实现聚变能的目标又迈出了坚实一步。

你可能会好奇:真空室究竟有多关键?简单来说,它是托卡马克装置的“心脏”,由9个大型扇区模块依次安装、拼接而成。每个模块都要在极其复杂的空间和接口条件下完成转运、起吊、入坑、转向,最终实现毫米级精准定位。工程组织难度可想而知,专业协同范围也十分广泛。从装配大厅起吊,到模块转向进入托卡马克坑,再到最终就位,这次持续近30小时的接力作业实现了安全零事故、质量零事件——这背后是充分的前期筹备、规范的过程管控,以及全体人员的高效协作。
那么,这个耗资巨大、多国协作的“人造太阳”究竟如何工作?简而言之,它模仿太阳内部的聚变反应,将氢燃料(氘和氚)注入巨大的托卡马克室中,借助强大的脉冲磁系统给氢气通电,使其电离成等离子体——也就是带电粒子云。随后,磁体形成一个“无形笼子”约束住等离子体,外部加热系统再将温度提升至1.5亿摄氏度,比太阳核心温度高出十倍。在此高温下,氢原子核发生融合,释放出巨大能量。按照设计,满负荷运行时,仅需50兆瓦的输入加热功率,就能产生500兆瓦的聚变功率,实现10倍增益。在这个效率水平上,聚变反应可自我维持,形成“燃烧等离子体”。
作为30多个国家共同参与的国际项目,ITER的成员国包括中国、欧洲、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国。成千上万的科学家和工程师在三大洲的数百个工厂里,为建造这台机器贡献着零部件。2024年,ITER完成了100%的建造目标。随着大部分主要组件交付,托卡马克现已进入组装阶段。今年4月,第一个真空室模块被插入托卡马克坑,比原计划提前了大约3周——可见整个项目的推进节奏正在加快。

