安徽合肥“科學島”上有一個(ge) 名為(wei) “東(dong) 方超環”的托卡馬克核聚變實驗裝置，這是世界上第一個(ge) 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。該裝置有近百萬(wan) 個(ge) 零部件協同工作，匯聚了“超高溫”“超低溫”“超強磁場”等多項尖端技術，人們(men) 往往將它形象地稱為(wei) “人造太陽”。

　　-269℃，這是接近熱力學理論上絕對零度(-273.15℃)的溫度。1億(yi) 攝氏度，這是比太陽核心溫度還要高6倍且常人難以想象的高溫。

　　如果說有一種裝置，在製造過程中既要經受住接近絕對零度的“極度冷凍”，又要經受住上億(yi) 攝氏度高溫的“極端炙烤”，這其中的難度有多大？

　　可以肯定的是，在安徽合肥，這樣的“不可能”正在變為(wei) 現實。

　　在一座位於(yu) 安徽合肥西北部的“科學島”上，有一個(ge) 巨大的罐體(ti) ，這個(ge) “巨罐”學名叫托卡馬克，但人們(men) 更喜歡將它形象地稱為(wei) “人造太陽”。

　　太陽之所以能發光發熱，主要是因為(wei) 內(nei) 部的核聚變反應。如果能在地球上造一個(ge) “太陽”來發電，這無疑會(hui) 讓“能源自由”的願景變得越來越清晰。

　　可控核聚變是一項典型的前沿性、顛覆性技術。2024年，科技部等七部門聯合發布《關(guan) 於(yu) 推動未來產(chan) 業(ye) 創新發展的實施意見》，提出要加強推進以核聚變為(wei) 代表的未來能源關(guan) 鍵核心技術攻關(guan) 。

　　合肥“科學島”上這個(ge) 名為(wei) “東(dong) 方超環”的托卡馬克核聚變實驗裝置，是世界上第一個(ge) 全超導托卡馬克核聚變實驗裝置。該裝置有近百萬(wan) 個(ge) 零部件協同工作，匯聚了“超高溫”“超低溫”“超強磁場”等多項尖端技術，擁有專(zhuan) 利近2000項。每個(ge) 托卡馬克的建造者，都在做一件“無先例可循的事”。

　　幾萬(wan) 個(ge) 接頭要“密不透風”

　　2月7日，位於(yu) “科學島”上的合肥聚能電物理高技術開發有限公司，幾名工人正在將一根根銅鋁複合構件從(cong) 液氮中撈出。在與(yu) 室外空氣接觸後，這些構件上很快便籠罩了一層霧氣。工人們(men) 說，這些構件剛剛經曆了一次冷熱循環試驗。

　　幾周前，這裏剛剛傳(chuan) 出一個(ge) 振奮人心的消息：“東(dong) 方超環”首次完成1億(yi) 攝氏度1000秒“高質量燃燒”，即成功實現超1億(yi) 攝氏度、1066秒穩態長脈衝(chong) 高約束模等離子體(ti) 運行，再次創造托卡馬克裝置高約束模運行新的世界紀錄，也標誌著我國聚變能源研究實現從(cong) 基礎科學向工程實踐的重大跨越。

　　對於(yu) 科研團隊來說，“億(yi) 度千秒”的實現，充分驗證了聚變堆高約束模穩態運行的可行性。然而，對於(yu) 工程團隊來說，為(wei) 準備下一次實驗而要開展的設備“升級”工作才剛剛開始。

　　“巨罐”裏麵有著上億(yi) 攝氏度的高溫，這對於(yu) 任何耐熱材料都是難以承受的。科學家需要研製一個(ge) “磁籠子”，用強磁場將等離子體(ti) 約束在“磁籠子”裏，這就相當於(yu) 讓等離子體(ti) 處於(yu) 一種“懸浮”狀態。

　　這樣的“磁籠子”需要的強磁場究竟有多強呢？

　　記者了解到，“巨罐”內(nei) 部的磁場強度達到了地球磁場強度的約7萬(wan) 倍。如何做好這樣的超導磁體(ti) ，成為(wei) 擺在工程團隊麵前的重大考驗。

　　“超導磁體(ti) 必須要冷到一個(ge) 極限溫度。”合肥聚能電物理高技術開發有限公司總經理吳傑峰說，一般情況下，工作人員需要將超導磁體(ti) 穩定在-269℃，這個(ge) 溫度對製作過程中每一個(ge) 環節的要求都十分苛刻。

　　“超導磁體(ti) 內(nei) 有幾萬(wan) 個(ge) 接頭需要焊接，每個(ge) 接頭都需要在低溫環境下保持一定的漏率。如果一開始就控製不好漏率的話，等到真正運行再去發現漏點，那維修的成本實在太高。”吳傑峰解釋說。

　　近百萬(wan) 個(ge) 零件不能出現任何意外

　　鮮為(wei) 人知的是，在“人造太陽”的製造過程中，很多零部件是不能用自動化設備來批量生產(chan) 的，而是要靠工人師傅們(men) 純手工製作。因此，手感是工人師傅們(men) “隻可意會(hui) 且難以言傳(chuan) ”的絕技。

　　“如果今天師傅的狀態不好，很可能會(hui) 影響手上的活。”作為(wei) 合肥聚能電物理高技術開發有限公司製造中心副主任、首席技師，陳建林時常把這句話掛在嘴邊。

　　在陳建林看來，對於(yu) 核聚變實驗裝置來說，哪怕有一個(ge) 環節出現了一絲(si) 一毫的問題，最終的損失都是不可估量的。

　　“埃菲爾鐵塔的金屬框架有7000多噸，聚變堆裝置的重量是這個(ge) 數值的4倍。”據吳傑峰估算，未來的聚變堆裝置需要用約3萬(wan) 噸的各類高精度部件進行裝配，零件數量近百萬(wan) 個(ge) 。

　　這是一個(ge) 高度複雜的係統，對各類零部件的製造、加工、安裝都有著嚴(yan) 格的要求。

　　陳建林曾參與(yu) 包括“人造太陽”在內(nei) 的十餘(yu) 項國內(nei) 外重大科學工程核心部件及係統的總裝調試工作。其中，“東(dong) 方超環”裝置的核心部件之一——內(nei) 置式低溫泵就是陳建林在“守護”。

　　依靠多年的工程經驗，陳建林有著超越檢測工具的“手感”。“東(dong) 方超環”裝置總體(ti) 直徑約4米。在狹小、不透氣的內(nei) 真空室，陳建林經常隻能蹲在固定的位置進行操作，時間長了腿就會(hui) 麻，站都站不起來。

　　“在那段時間，思想上不能開任何小差，連做夢都在想著如何能精準安裝到位。”陳建林說。

　　在高速公路上“走鋼絲(si) ”

　　盡管等離子體(ti) 是被約束在“磁籠子”內(nei) 懸浮的，但整個(ge) “巨罐”還是不得不直麵上億(yi) 攝氏度的高溫，這對內(nei) 部材料及部件的研製提出了極高的要求。

　　一般情況下，科學家們(men) 會(hui) 提出一些理論要求，陳建林和同事們(men) 會(hui) 通過加工、裝配、檢測等一係列複雜工序將科學家們(men) 的要求變為(wei) 現實。

　　不同的材料，特性完全不一樣。如何把它們(men) 裝配在一起，是一件非常困難的事情。

　　鉗工高級技師張虎在合肥聚能電物理高技術開發有限公司工作多年，對不同形狀、不同材料的部件進行裝配是他的主要工作內(nei) 容。在工作中，他不僅(jin) 要熟悉各種零部件之間的裝配特性，還要了解不同工藝的特點，才能在裝配過程中有針對性地解決(jue) 問題。

　　另外，在極高溫的環境下，不同的金屬，膨脹係數不一樣，導熱性能也不一樣。

　　“對於(yu) 這些部件，在工藝設計上就必須十分講究，因為(wei) 要確保極低溫下和極高溫下，都要具備穩定性、安全性。這就像走鋼絲(si) 一樣，在高速公路上開汽車不難，但走鋼絲(si) 的話，難度就完全不同。”吳傑峰說。

　　吳傑峰時常把自己的日常工作比喻為(wei) “解方程式”。

　　他解釋說，“在極低溫和極高溫的夾縫中開展工作，往往會(hui) 影響產(chan) 品開發、材料選擇、加工製造的過程，可選的域度非常小。這就像解方程一樣，當約束條件變多，最後隻能曆盡艱難險阻才能找到唯一解。”

　　“一個(ge) 零部件，很少是一步焊成的。”張虎說，盡管可以采取不同的焊接方法進行梯度焊接，但是對黏合率的要求一點也不能降低，並且累積誤差要越小越好。

　　每次裝配之前，張虎往往要先在試驗件上預演一遍。

　　“一旦裝配真正的部件，絕不允許有一點差錯。不僅(jin) 因為(wei) 材料太貴了，時間上更耗不起。”張虎說。