向新之翼 | 追“光”逐“日”，探秘合肥未来大科学城

来源：央广网

央广网合肥9月6日消息（记者徐秋韵）国家重大科技基础设施也被称为大科学装置，是为进行大规模科学研究而建造的大型设施，通常被认为是国家创新高地的重要要素。目前，安徽已建、在建和预研大科学装置数量位居全国前列。

在合肥未来大科学城，依托大科学装置的科学探索正在多维并进，一边是“人造太阳”EAST与BEST追逐聚变能源的终极梦想，一边是先进光源装置将用“慧眼”洞察微观世界。逐“日”与追“光”，在此交汇成中国科技创新的硬核力量。近日，央广网记者走进合肥未来大科学城，近距离了解这些“国之重器”。

“人造太阳”照进现实

仰望天空，太阳源源不断地向地球输送光和热。一个问题始终萦绕在科学家心头：人类能否在地球上造出一个“太阳”，将取之不尽的能源握在手中？如今这一设想正在我国的实验室和大科学装置中逐步成为现实，也就是被称为“人造太阳”的可控核聚变技术。

在合肥未来大科学城，一个建造“人造太阳”的超级工程紧凑型聚变能实验装置BEST正在建设中。据了解，在地球上实现可控核聚变需要达到1亿摄氏度甚至更高，比太阳中心的温度还要高出数倍，地球上没有任何一种材料能够承受如此高温。为了攻克这些难题，科学家们研发出了托卡马克装置，其工作原理是利用强磁场形成一个环形的“磁笼”，将高温等离子体悬浮在真空室中央，使其与容器壁完全隔离，从而避免高温对容器壁的破坏，实现安全稳定的聚变反应。2025年，我国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒，刷新世界纪录，标志着中国聚变能源研究实现从基础科学向工程实践的重大跨越。

采访团了解紧凑型聚变能实验装置BEST核心部件（央广网记者 徐秋韵摄）

与BEST装置相邻的，就是建造它的“超级工厂”——“聚变堆主机关键系统综合研究设施”大科学装置（CRAFT），它又被称为“夸父”，这里一共正在验证和设计制造着与可控核聚变相关的多个子系统。

记者在现场看到一个像橘子瓣一样造型的装置，工作人员介绍，这是八分之一真空室，高度有近20米，重达300吨，上亿摄氏度的高温等离子体将会在这个舱室里面悬浮。

今后，“聚变堆主机关键系统综合研究设施”不仅可以生产出BEST核心部件，也可以制造出全球最先进的聚变装备。

作为我国“未来能源”的重要组成部分，“聚变能源”已进入国家战略布局，目前安徽已经出台聚变能商业应用战略行动计划，明确“实验堆—工程堆—商业堆”的“三步走”发展路径，依托大科学装置的牵引带动，核聚变产业也正在加速集聚，安徽核聚变产业链相关企业已经超过200家。

“慧眼”洞见微观世界

走进合肥未来大科学城合肥先进光源（HALF）园区，从上空俯瞰，整体装置外形宛若一只大眼睛。

“光源”是大科学装置“同步辐射光源”的简称，正在建设中的合肥先进光源装置，是国际最先进的第四代同步辐射光源，它不仅外观像一只“大眼睛”，更是一只能看清物质微观结构的“慧眼”，是科学家探索微观世界的“超级显微镜”。

“合肥先进光源基于先进的衍射极限储存环技术，其产生的软X射线亮度比第三代光源高出百倍以上，具有极高的相干性，能在空间、时间和能量维度上实现前所未有的测量精度。”国家同步辐射实验室主任、合肥先进光源工程常务副总指挥刘啸嵩介绍，装置建成后将为材料科学、生命科学、能源科学等前沿领域提供实验支撑平台。

启用并亮灯的合肥先进光源（HALF）园区（央广网发 国家同步辐射实验室供图）

这样的“国之重器”也正从实验室走向产业一线。刘啸嵩举例，在储能电池产业领域，能够看清材料内部结构和演化过程的同步辐射光源，价值越来越大，“储能电池使用寿命、安全性能、能量密度，每一个方向都需要持续突破，但其中的物理和化学过程研究，对企业来说是个短板。在企业研发中，最难的往往不是解决问题，而是发现问题，而同步辐射光源提供的，恰恰是企业传统实验设备无法替代的‘透视能力’。”

“电池正极材料可能含有微量金属杂质，充放电过程中会慢慢长成‘枝晶’，是影响锂电池安全的关键因素。同步辐射X光成像能看到哪种元素、多大尺寸的颗粒会形成枝晶，进而对电池正极材料提出新的要求。”刘啸嵩表示。

2024年，合肥国轩高科动力能源有限公司与国家同步辐射实验室成立联合实验室，从企业的研发生产中遴选难点课题深度讨论后立项攻关，目标就是解决实际问题。

围绕大科学装置，安徽建设了一批交叉研究平台、检验检测平台，推进前沿技术“沿途下蛋”，催生中科离子、中科太赫兹等创新型企业。这些“国之重器”不仅是原始创新的“策源地”，更成为产业创新的“硬核引擎”。