劉永是被這樣一道電光“擊中”的：漆黑的內(nèi)壁開始明亮起來，在攝像機(jī)鏡頭下泛著藍(lán)光，一道白光突然出現(xiàn)，間歇又是一道。隨后，電光交織、頻繁閃爍。“真美!”他的手掌心倏地張開，因?yàn)榧樱菩倪€殘留汗?jié)n。

12月4日14時02分，新一代“人造太陽”裝置——中國環(huán)流器二號M裝置(HL-2M)在成都建成并實(shí)現(xiàn)首次放電。劉永是這個項(xiàng)目的負(fù)責(zé)人。當(dāng)天的放電儀式上，人們沸騰了。國家原子能機(jī)構(gòu)主任張克儉說，今天，我國自主研制的中國環(huán)流器二號M裝置建成運(yùn)行，這是我國核聚變發(fā)展史上的重要里程碑。

這個被評價為里程碑式的裝置總體參數(shù)達(dá)到國際先進(jìn)水平，它的等離子體體積達(dá)到國內(nèi)現(xiàn)有裝置兩倍以上，等離子體電流能力提高到2.5兆安培以上，等離子體離子溫度可達(dá)到1.5億度，相當(dāng)于太陽芯部溫度的近10倍，能實(shí)現(xiàn)高密度、高比壓、高自舉電流運(yùn)行。

對此，劉永滿懷豪情，他說，HL-2M主要是用來開展高參數(shù)、高性能條件下的可控核聚變研究，而研究的最終目的是“問鼎”人類終極能源，再造一個太陽。

支撐人類社會發(fā)展的能量來自太陽，太陽的能量則來自核聚變。質(zhì)量小的原子在一定條件下(如超高溫和高壓)，會發(fā)生原子核互相聚合作用，原子核的變化往往伴隨巨大的能量釋放。如果人類可以掌控這種反應(yīng)，就意味著世世代代將擁有無限的、清潔的能源。因此，從上世紀(jì)50年代開始，中國就一直致力于打造“人造太陽”。

這一過程并不容易。要實(shí)現(xiàn)可控核聚變反應(yīng)，必須滿足三個苛刻條件：一是溫度要足夠高，使燃料變成超過1億攝氏度的等離子體;二是密度要足夠高，這樣兩原子核發(fā)生碰撞的概率就大;三是等離子體在有限的空間里被約束足夠長時間。

為了達(dá)到這三個條件，目前，國際上大多數(shù)國家都采取建造托卡馬克裝置的形式。這是一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器。它的中央是一個環(huán)形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電時，托卡馬克內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的螺旋形磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達(dá)到核聚變的目的。

多年來，我國已建成中國環(huán)流器—號、二號裝置、“東方超環(huán)”等一批大科學(xué)裝置，掌握了“人造太陽”的部分關(guān)鍵技術(shù)，但離讓聚變反應(yīng)持續(xù)可控的目標(biāo)仍有不小的差距。事實(shí)上，這對世界各國來說都是個巨大的挑戰(zhàn)。

一個可以佐證的事實(shí)是，由于難度實(shí)在太大，1985年，國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER) 計(jì)劃被推出，集全世界力量攻克難關(guān)。該計(jì)劃吸引了中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯和美國七方參與，是當(dāng)今世界最大的科學(xué)工程之一，也是我國第一次以全權(quán)、平等伙伴身份參加的大型國際科技合作項(xiàng)目。

ITER計(jì)劃實(shí)施后，中國核聚變?nèi)绾伟l(fā)展?這成為中國核聚變研究者必須直面的問題。當(dāng)時，中國的托卡馬克裝置已難以滿足核聚變研究的要求，他們亟須性能更高、參數(shù)指標(biāo)與國際先進(jìn)水平媲美的平臺做支撐。

“參數(shù)越接近ITER越有利于中國在全球核聚變領(lǐng)域發(fā)揮作用。但是，這對國家綜合實(shí)力，特別是工業(yè)制造能力一項(xiàng)嚴(yán)峻的考驗(yàn)。”劉永說，在前ITER時代，參數(shù)很低的裝置顯然沒有必要建造。但是建造參數(shù)高的裝置，中國技術(shù)積累夠不夠、是否具備建造能力、人才是否能支撐，經(jīng)費(fèi)是否能保障……對這一長串問題，專家們爭議很多。

如何平衡和把握先進(jìn)性和可靠性之間的關(guān)系，成為大家反復(fù)討論的焦點(diǎn)。但專家們最終的意見是：努力跳，夠得著。

在劉永看來，對于中國人來說，若要在ITER上發(fā)揮更多作用，像HL-2M這樣高參數(shù)運(yùn)行的裝置不可或缺，一方面支撐ITER，為ITER開展預(yù)先研究，并探索相關(guān)物理與工程問題;另一方面就是作為我國可控核聚變?nèi)瞬排囵B(yǎng)的重要平臺。這是承上啟下的重要一步，不可逾越。

沒有人精確地計(jì)算過HL-2M中究竟有多少項(xiàng)創(chuàng)新。事實(shí)上，對于HL-2M工程項(xiàng)目的科研人員、設(shè)計(jì)師、工程師和管理團(tuán)隊(duì)來說，他們每一天都在創(chuàng)新的路上。

中國可控核聚變研究與世界幾乎同步。自1955年錢三強(qiáng)、李正武等老一輩科學(xué)家提議開展“可控?zé)岷朔磻?yīng)”以來，我國在聚變領(lǐng)域取得了一系列重要科研成果。特別是1965年中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院(以下簡稱“核西物院”)成立后，先后發(fā)展了脈沖磁鏡、角向箍縮裝置、仿星器、超導(dǎo)磁鏡、反場箍縮裝置和托卡馬克等多種類型的磁約束聚變研究裝置。

其中，最為典型的是1984年在四川樂山建成的中國環(huán)流器一號(HL-1)，標(biāo)志著我國可控核聚變研究從原理探索進(jìn)入規(guī)?；瘜?shí)驗(yàn)研究新階段。從此，中國核聚變研究由小到大、由弱到強(qiáng)，進(jìn)入高質(zhì)量發(fā)展的新階段。2002年，由核西物院建造的中國環(huán)流器二號A(HL-2A)成為這一時期的代表，這也是我國第一個具有偏濾器位形的托卡馬克裝置。

HL-2M裝置是HL-2A的改造升級裝置。在HL-2M裝置建設(shè)過程中，核西物院聯(lián)合國內(nèi)多家研制單位，在裝置物理與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、特殊材料研制、材料連接與關(guān)鍵部件研發(fā)、總裝集成等方面取得了多項(xiàng)突破。

以HL-2M裝置建設(shè)為牽引，核西物院掌握的特種材料、關(guān)鍵設(shè)備、極端條件精密制造等關(guān)鍵技術(shù)，已形成“同步輻射”效應(yīng)，在航空、航天、電子等前沿領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)創(chuàng)新應(yīng)用。

這個團(tuán)隊(duì)的一名晚輩在學(xué)校時就一直在關(guān)注ITER的進(jìn)展，前年博士畢業(yè)后因?yàn)橄胱龊司圩兊难芯考尤肓撕宋魑镌海泌s上HL-2M裝置的研制安裝。

這個名叫劉林子的年輕人說，現(xiàn)實(shí)情況比起初預(yù)想要困難得多，HL-2M中不少材料和工藝都是前人沒有做過的，為了實(shí)現(xiàn)“努力跳、夠得著”，他們不斷在向極限挑戰(zhàn)。

一名建造人員數(shù)次腰疾復(fù)發(fā)，愣是堅(jiān)守制造現(xiàn)場沒說一聲，直至被人發(fā)現(xiàn)臉色不對、直冒冷汗才下了工廠;為了突破技術(shù)瓶頸，有人干脆住在了工廠，后來一算日子，自己累計(jì)駐廠竟然近5年了;在重要部件的安裝、調(diào)試期，有的團(tuán)隊(duì)一個月內(nèi)做了十幾個方案，反復(fù)驗(yàn)證，最終在現(xiàn)場苦戰(zhàn)整整3個月才完成任務(wù)……

20年彈指一揮間。HL-2M首次放電那天，不少人都松了一口氣，聚在一起聊著這些年的經(jīng)歷，年輕的后輩饒有興致地聽著。

劉林子很激動，她曾經(jīng)參觀過秦山核電站，那里的博物館讓她感觸很深，“裂變都已經(jīng)有一個展覽館可以講述自己的歷史了，以后聚變站建好了，我們會不會也有這樣一個博物館講述我們的歷史?”她希望自己能成為書寫歷史的一員。