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近日，由中國國際核聚變能源計劃執(zhí)行中心主辦的核聚變科技成果轉化展覽展示與對接活動在京舉行。中國聚變能源有限公司（以下簡稱中國聚變）和核工業(yè)西南物理研究院（以下簡稱西物院）受邀參會。中國聚變總經(jīng)理、西物院院長張立波在開幕式上作了關于新一代人造太陽“中國環(huán)流三號（HL-3）”研究進展的主旨報告。

作為西物院自主設計建造的我國目前裝置規(guī)模最大、設計參數(shù)最高的先進托卡馬克裝置，HL-3是目前全球少數(shù)具備“氘氚燃燒實驗”能力的大科學裝置。自2020年12月實現(xiàn)首次放電以來，HL-3運行參數(shù)持續(xù)突破，先后實現(xiàn)1兆安高約束模式運行、1.6兆安偏濾器位形運行，不斷刷新國內托卡馬克裝置運行紀錄。

2025年3月，HL-3取得離子溫度1.2億度、電子溫度1.6億度的重要技術突破。2025年6月，通過集成物理模擬設計運行模式，HL-3物理實驗成功形成內部輸運壘，同時實現(xiàn)等離子電流1兆安、離子溫度1億度及高約束模式運行，聚變三乘積達到10的20次方量級。張立波表示，目前該裝置已全面進入升級改造階段，朝著未來“等離子體燃燒實驗”全力沖刺。

“依托HL-3的實驗，西物院在可控核聚變技術研發(fā)領域取得一系列技術突破。”張立波介紹，例如，在強電流、大形變控制方面，通過采用快控電源系統(tǒng)等技術手段，解決了兆安級大功率電源瞬態(tài)控制、高拉長比等離子體偶發(fā)的垂直不穩(wěn)定性控制等問題，成功實現(xiàn)拉長比大于1.6的大電流偏濾器位形安全運行。

在AI賦能聚變方面，成功自主研發(fā)了聚變裝置運行與控制系統(tǒng)CODIS，并在國內外多個聚變裝置上實現(xiàn)推廣應用。依托HL-3研發(fā)的聚變診斷AI大模型“曦元大模型”，獲評首批中央企業(yè)人工智能戰(zhàn)略性高價值場景。

中性束注入是目前效率最高、物理機理最清晰的加熱方式之一，在托卡馬克裝置中廣泛應用。西物院已建成并投用兩套具有完全自主知識產(chǎn)權的高功率中性束注入加熱系統(tǒng)，有力支撐HL-3實現(xiàn)1.2億度的離子溫度。

張立波表示，高功率微波回旋管是電子回旋系統(tǒng)的核心部件。近年來，西物院成功突破高功率回旋管、槽紋波導等關鍵技術，自主研制的106GHz高功率回旋管，有力支撐HL-3實現(xiàn)1.6億度的電子溫度。

此外，西物院還為HL-3研發(fā)出了豐富的等離子體診斷系統(tǒng)，可滿足等離子體平衡與位形控制、運行安全監(jiān)控、基礎剖面控制、約束品質評價、壁與粒子控制等多方面需求，系統(tǒng)性突破了高時空分辨率、強抗輻射干擾、毫秒級動態(tài)響應等困擾聚變大科學裝置診斷測量的核心技術壁壘。

張立波介紹，HL-3是國際核聚變實驗堆（ITER）在我國的唯一的衛(wèi)星裝置，2023年面向全球開放進行物理聯(lián)合實驗。截至目前，已收到來自英、日、法、德等13個國家和國際組織的100余項聯(lián)合實驗提案，累計開展40余場聯(lián)合實驗，國際影響力持續(xù)增強。

（活動主辦方供圖）