新華社合肥8月2日電(記者張栩、何曦悅)炎炎夏日,在清風(fēng)與水波之間,坐落于安徽省會合肥市西郊的一座半島顯得格外寧靜。而一項正在島上全速推進(jìn)的事業(yè),卻火熱而澎湃:那就是著眼于全人類未來的核聚變能源研究。
這里被人們稱為科學(xué)島,是中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院所在地。不足3平方公里的小島,正是中國科技創(chuàng)新與開放的縮影。通過廣泛合作,這里的科研人員正與全球一起探尋未來清潔能源,解決氣候變化和人類健康問題。
“我非常喜歡這里的一點是,正如你在控制大廳能看到的,這里有大量的年輕人參與項目,這正是核聚變科研所需要的?!眹H熱核聚變實驗堆(ITER)實驗運行部門負(fù)責(zé)人理查德·皮茨說。
ITER計劃由中國與歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國共同實施,將在法國南部建成世界上最大的核聚變實驗堆,被譽為全世界最大的“人造太陽”。
“人造太陽”就是要在地球上模擬太陽的原理,用強(qiáng)磁場打造一個“磁籠子”,把上億攝氏度的高溫等離子體約束起來,實現(xiàn)核聚變反應(yīng)。
皮茨說,ITER應(yīng)該被視為一個將各國團(tuán)結(jié)在一起的基礎(chǔ)項目,而中國就是一個很好的印證。
2006年,中國正式成為ITER的參與方。在這個國際大科學(xué)工程計劃中,中國承擔(dān)了近10%的科研任務(wù),涉及超導(dǎo)磁體、電源等核心關(guān)鍵部件。位于科學(xué)島上的中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所(以下簡稱“等離子體所”)是ITER中方任務(wù)的主要承擔(dān)單位之一。
在中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院,工作人員對全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)進(jìn)行升級改造(2021年4月28日攝)。新華社記者 黃博涵 攝
科學(xué)島上,高11米、直徑8米,外形像一個“巨罐”,頂端飄揚著五星紅旗……這是中國有“人造太陽”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST),匯聚“超高溫”“超低溫”“超高真空”“超強(qiáng)磁場”“超大電流”等尖端技術(shù)于一“罐”,用來模擬太陽的核聚變反應(yīng)機(jī)制。
由于實現(xiàn)核聚變的原材料在地球上極豐富,且排放無污染,如果能造一個“太陽”發(fā)電,人類有望實現(xiàn)能源自由。這是EAST和ITER的目標(biāo),也是全人類的共同夢想。
2023年,ITER項目提出了新的建設(shè)和運行計劃,這意味著需要通過實驗,提前演示并解決新計劃中的關(guān)鍵科學(xué)問題。由于與ITER技術(shù)路徑、實驗條件等一致,更在內(nèi)壁材料等研究領(lǐng)域領(lǐng)先,EAST被選為優(yōu)化ITER新方案的合作伙伴。
近年來,圍繞EAST等核聚變能源研究領(lǐng)域大科學(xué)工程項目的建設(shè)和運行,以及深度參與ITER計劃,EAST團(tuán)隊始終致力于同全球分享聚變科研成果。
2023年5月,這里的磁約束聚變能研究成為中國科學(xué)院首個正式啟動的開放創(chuàng)新試點領(lǐng)域,旨在加快構(gòu)建具有全球競爭力和國際影響力的開放創(chuàng)新生態(tài)和國際科技合作網(wǎng)絡(luò)。等離子體所積極響應(yīng)共建“一帶一路”倡議,助力東南亞、西亞、南美、北非等地核聚變新興國家的相關(guān)學(xué)科和實驗裝置建設(shè)。
EAST物理實驗總負(fù)責(zé)人龔先祖(左二)及團(tuán)隊成員與ITER科研人員商討實驗計劃(2024年1月24日攝)。新華社記者 張端 攝
2023年7月25日,泰國首臺托卡馬克實驗裝置TT-1正式開始運行,由科學(xué)島上的等離子體所與泰國核技術(shù)研究所合作建成。雙方不僅合作建成了東盟國家首個托卡馬克裝置,同時還幫助泰國培養(yǎng)了一支聚變研究青年人才團(tuán)隊。
你來我往的雙向交流,在科學(xué)島上常年密集進(jìn)行著?!拔覀儓F(tuán)隊每年都有一百多人前往ITER總部開展聯(lián)合攻關(guān)?!盓AST物理實驗總負(fù)責(zé)人龔先祖說。
同時,過去兩年間,有數(shù)百名外國學(xué)者到訪科學(xué)島,與中國同行進(jìn)行交流合作。近年來,科學(xué)島累計引進(jìn)各類外籍人才130余人,建立了覆蓋約70個國家和地區(qū)、150余家科研機(jī)構(gòu)的全球創(chuàng)新合作網(wǎng)絡(luò)。
距科學(xué)島約16公里處,坐落著中國自主研發(fā)的第三代超導(dǎo)量子計算機(jī)“本源悟空”。這一名稱來源于中國傳統(tǒng)文化中的神話人物孫悟空,寓意如孫悟空般“72變”,展示了其強(qiáng)大的算力。
從能源到算力,在這些全球關(guān)切共需的前瞻性科研領(lǐng)域,中國總樂于向世界分享成果、共享平臺。自1月6日在本源量子計算科技(合肥)股份有限公司投入運行以來,“本源悟空”已為超過125個國家的全球用戶完成了約25萬次運算任務(wù),全球訪問次數(shù)已超過1200萬次。
本源量子首席科學(xué)家郭國平表示,計算能力是未來經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ),量子計算機(jī)的算力比超級計算機(jī)強(qiáng)得多,而且能耗更低。“我們可以利用量子計算技術(shù)在各個行業(yè)實現(xiàn)突破,提高生產(chǎn)力,創(chuàng)造更多價值,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展?!?/strong>
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