2020年底,新一代先進核聚變研究裝置——中國環流器二號M（HL-2M）建成并成功實現首次放電。一時間，網絡上關于“人造太陽”的新聞，成了老百姓關切的話題。
“是不是晚上也有個人造的太陽在天上，比月亮還亮一些？”
有一次，全國政協委員、核工業西南物理研究院院長段旭如乘坐出租車回單位，當司機得知這位乘客來自核工業一研究院、是“搞核的”后，興奮地聊起自己看到的新聞。
司機不知道，坐在他身后的乘客，正是神秘的“人造太陽”研究院院長，并且被他的說法逗笑了。
“核本身就很神秘，核聚變就更神秘了，我們不是要另外造一個太陽，只是利用太陽發光發熱的原理——核聚變反應來為人類提供能源。”段旭如說。
提案：核技術應用與核電“走出去”
“推廣輻照滅菌技術應用”是段旭如為本屆“兩會”準備的兩個提案之一。
“輻照滅菌是國際上普遍認可的先進、綠色技術，我國在輻照滅菌技術儲備上具有較好的基礎，但該產業在我國發展滯后。為推動輻照滅菌技術產業快速高質量發展，在‘健康中國’建設中發揮更大作用，要加快制定輻照滅菌技術推廣應用的標準規范；強化醫療用品輻照滅菌的政策引導與支持；加強對輻照技術的科普宣傳等。”
另一個提案則是關于加快核電“走出去”。
“核技術的創新與發展促進了核領域的國際合作，推動了國家間政治外交的延伸。核電‘走出去’有利于加強對外開放、構建新發展格局；有利于落實‘一帶一路’倡議，構建能源領域人類命運共同體……建議加強核電‘走出去’統一協調，由企業層面上升到國家戰略層面，建立由有關部委，以及主要核電企業、裝備企業、金融信保機構組織等共同組成的核電‘走出去’跨部委協調機制；建議完善相關法律法規，制定核電‘走出去’一攬子政策，加快推進原子能法、核損害賠償法等立法，制定核電‘走出去’專項融資政策等……”這是段旭如第二個提案里的建議。
這兩個提案看似與他所處的聚變領域不太相關，但在行業內的人士看來，一切關于“核”的事情，都需要一個親“核”的輿論環境。
“人們聽到核，一是覺得神秘高深，二是還有點懼怕的感覺。其實，核技術在我們日常生活工作中運用越來越廣，像輻照技術就是日常生活中會碰到的，而核電在許多發達國家能源供給中已占重要地位，因此有必要從各層面多渠道加大力度開展核科普工作，加強和公眾的交流，讓更多人來了解我們核行業，推動核在更多領域造福人類。”段旭如說。長期從事核聚變研究工作，也基于他對核能造福人類的信心。
需要幾代人“坐冷板凳”的大科學工程
核聚變能是我國核能發展“熱堆—快堆—聚變堆”三步走戰略中的最后一步。
核西物院于1965年成立，是我國最早成立的致力于核聚變能開發的專業研究機構。實際上最早一批來核西物院的科技人員上世紀50年代末就開始做核聚變研究了。60多年來，幾代人一直孜孜以求，潛心從事核聚變研究。在段旭如看來，這就是核聚變研究的特點，核聚變能的開發是具有前瞻性、創新性、綜合性、長周期的大科學工程。
“核聚變涉及的學科門類龐雜，并且學科間的交叉融合廣而深；研發過程中涉及到很多前沿科學和工程技術難題，有些甚至挑戰了現有水平的極限，如聚變堆材料問題挑戰了現有材料性能的極限、上億度的聚變燃燒等離子體科學問題目前尚無系統性的實驗可參考、建設過程中很多部件研制工藝甚至無經驗可借鑒等。”
要實現核聚變能的利用，需要多代人的努力。
“老一輩核聚變人李正武先生是聚變圈里最早的院士。聚變能開發是一份功在當代、利在千秋的事業，需要從事該領域的科研人員能堅持坐冷板凳、孜孜不倦地奮斗和創新，要想實現這個目標，不是那么容易的。”
作為一個資深的“聚變人”，段旭如對自己坐過的“冷板凳”印象深刻。
2006年，段旭如和團隊一起進行攻關，瞄準在國內聚變研究裝置上實現高約束模運行。
“相比于低約束模式，高約束模式下等離子體達到同水平的運行參數所需要的裝置規模要小，因此可大大提高未來聚變能的經濟性。”
在3年多里，他們開展了各種探索與研究，還邀請了首次實現高約束模式的德國專家來指導。
“那時是比較郁悶的，因為實驗所需的幾個主要條件我們都達到了。等離子體加熱的功率我們都超過了所需的閾值，并且還高得比較多；真空室器壁處理效果也很好、雜質很少；磁場位形也掃描過，還是不行；最后又懷疑是不是電流方向問題，但倒過來實驗效果也無明顯改善，我們考慮了各個方面、想盡了各種方法，做完實驗后又討論應該調什么參數、怎么調、往哪個方向走、是正的還是反的……”
經過上萬次的實驗，2009年，該團隊終于在中國環流器二號A上實驗成功，使中國成為繼美歐日之后成功實現高約束模式運行的國家。這是我國磁約束聚變實驗研究史上具有里程碑意義的重大進展，標志著我國具備了開展與ITER（國際熱核聚變實驗堆）物理研究相關的重要研究平臺。
熬過艱難困苦，回首唯有一笑。
“實驗剛做出來時，為慎重起見，就發給國際的同行看看，正好他們在開一個高約束模式的研討會，在場的專家們分析之后，認定這就是高約束模式放電。
我們聽了都很高興，因為能實現這個實驗目標，不僅體現了整個團隊的綜合研究實力與水平，也體現了裝置本身的綜合研究能力。隨后國際上對在我們的研究裝置上開展在高約束模式條件下實驗研究很感興趣，我們的國際合作也越來越多了，同時我們也可以開展與ITER計劃相關的物理實驗研究，國外專家還經常組團來我們裝置開展聯合實驗。”
有望打破聚變界“再等50年”魔咒
“十三五”期間，核西物院核聚變研究實現了一系列實質性的進展：我國新一代“人造太陽”裝置——中國環流器二號M（HL-2M）建成并實現首次放電；聚變前沿等離子體物理研究取得多項創新成果；作為我國參加ITER計劃的重要支撐單位，在聚變堆關鍵技術方面取得了多項重要突破，如ITER核心部件——第一壁高熱負荷部件率先通過國際認證，“核聚變堆高溫承壓部件的熱氦檢漏方法”國際標準成功獲得立項，成為中國在核聚變領域立項的首個國際標準。
如今，談到核聚變研究永遠“再等50年”的魔咒時，段旭如已不以為然。
“ITER是第一個可以稱得上為‘聚變堆’的設施，已于2020年啟動了主機安裝，計劃在2025年建成，之后就可以開始做實驗研究了。”
這不是段旭如一個人的樂觀，整個聚變界對ITER計劃的成功實施都有信心，并且認為ITER計劃一旦達到其既定目標，就有望在本世紀中葉實現聚變能的利用。不過在他看來，核聚變能研發仍面臨多項技術挑戰，需提前布局，一一攻克：“目前核聚變領域的一些關鍵技術，如聚變堆材料等需集智攻關。”
隨著ITER計劃的啟動，磁約束聚變研究已經從原理探索、大規模實驗正逐步邁入到反應堆工程實驗階段，當前具有核工程技術經驗的優勢力量參與度不夠，一定程度上制約了核聚變能開發高質量發展。段旭如認為，這需要國家層面加強頂層設計、聚焦目標、集中力量，與此同時引導相關企業前期參與技術攻關，前瞻性的開展核聚變相關產業戰略布局。
“財力上的投入是其一，最重要的是協調更多科研力量來介入。核聚變研究前期主要是研究等離子體物理的人在參與，目前，越來越多的工程技術人員積極參與，下一步到反應堆階段，就需要統籌國內核工程、核技術等方面的優勢力量更多參與。”
他認為，下一步我國的聚變能研發應瞄準自主設計建造聚變堆，集中國內聚變研究科研院所與高校的優勢資源，開展ITER未涵蓋的未來聚變堆關鍵技術攻關，解決核聚變技術領域“卡脖子”問題，并充分利用ITER的建設與運行進行人才培養與技術儲備，加快我國聚變能應用進程。
這也是核西物院中長期發展規劃中的核心任務。“十四五”期間，“預計在先進聚變研究設施HL-2M裝置的高參數高性能聚變等離子體科學實驗研究、聚變堆設計與關鍵技術研發、聚變中間技術的應用等方面取得突破性進展。”段旭如說。
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