在上海臨港的實(shí)驗(yàn)廠房?jī)?nèi)，一座形似“甜甜圈”的銀色裝置靜靜矗立，這正是全球首臺(tái)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置“洪荒70”。不久前，這臺(tái)被科研人員稱為“人造太陽(yáng)”的設(shè)備成功實(shí)現(xiàn)1337秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖運(yùn)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(guó)在未來(lái)能源賽道上邁出關(guān)鍵一步。

科研團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人介紹，太陽(yáng)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(guò)程，以海水中的重水為燃料，人類將獲得近乎無(wú)限的清潔能源。然而，太陽(yáng)核心溫度高達(dá)1500萬(wàn)攝氏度，地球既無(wú)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(guò)磁場(chǎng)約束高溫等離子體的設(shè)計(jì)，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(jiàn)。通電后，線圈產(chǎn)生的螺旋形磁場(chǎng)形成無(wú)形“牢籠”，將溫度超過(guò)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(shí)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(chǎng)系統(tǒng)。普通磁體通電后會(huì)產(chǎn)生焦耳熱，限制持續(xù)運(yùn)行時(shí)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(qiáng)磁場(chǎng)，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(dòng)實(shí)驗(yàn)以來(lái)，該裝置已實(shí)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(guó)產(chǎn)化率超過(guò)96%，擁有完全自主知識(shí)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(yùn)行注入新動(dòng)能。研發(fā)團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的AI控制系統(tǒng)，能以毫秒級(jí)響應(yīng)速度監(jiān)測(cè)等離子體溫度、密度及位置參數(shù)，實(shí)時(shí)調(diào)整磁場(chǎng)配置。這種“智能導(dǎo)航”模式使實(shí)驗(yàn)調(diào)控從“經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)”轉(zhuǎn)向“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”，將等離子體約束時(shí)間提升數(shù)個(gè)量級(jí)。目前，該系統(tǒng)已積累超過(guò)10萬(wàn)組實(shí)驗(yàn)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(yùn)行紀(jì)錄，我國(guó)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(shì)。上海臨港基地已啟動(dòng)下一代裝置預(yù)研，計(jì)劃將等離子體持續(xù)時(shí)間擴(kuò)展至小時(shí)級(jí)。與此同時(shí)，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(lái)能源商業(yè)化奠定基礎(chǔ)。