央廣網(wǎng)合肥9月6日消息（記者徐秋韻）國家重大科技基礎(chǔ)設(shè)施也被稱為大科學(xué)裝置，是為進(jìn)行大規(guī)�？茖W(xué)研究而建造的大型設(shè)施，通常被認(rèn)為是國家創(chuàng)新高地的重要要素。目前，安徽已建、在建和預(yù)研大科學(xué)裝置數(shù)量位居全國前列。

在合肥未來大科學(xué)城，依托大科學(xué)裝置的科學(xué)探索正在多維并進(jìn)，一邊是“人造太陽”EAST與BEST追逐聚變能源的終極夢想，一邊是先進(jìn)光源裝置將用“慧眼”洞察微觀世界。逐“日”與追“光”，在此交匯成中國科技創(chuàng)新的硬核力量。近日，央廣網(wǎng)記者走進(jìn)合肥未來大科學(xué)城，近距離了解這些“國之重器”。

“人造太陽”照進(jìn)現(xiàn)實(shí)

仰望天空，太陽源源不斷地向地球輸送光和熱。一個(gè)問題始終縈繞在科學(xué)家心頭：人類能否在地球上造出一個(gè)“太陽”，將取之不盡的能源握在手中？如今這一設(shè)想正在我國的實(shí)驗(yàn)室和大科學(xué)裝置中逐步成為現(xiàn)實(shí)，也就是被稱為“人造太陽”的可控核聚變技術(shù)。

在合肥未來大科學(xué)城，一個(gè)建造“人造太陽”的超級(jí)工程緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST正在建設(shè)中。據(jù)了解，在地球上實(shí)現(xiàn)可控核聚變需要達(dá)到1億攝氏度甚至更高，比太陽中心的溫度還要高出數(shù)倍，地球上沒有任何一種材料能夠承受如此高溫。為了攻克這些難題，科學(xué)家們研發(fā)出了托卡馬克裝置，其工作原理是利用強(qiáng)磁場形成一個(gè)環(huán)形的“磁籠”，將高溫等離子體懸浮在真空室中央，使其與容器壁完全隔離，從而避免高溫對(duì)容器壁的破壞，實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定的聚變反應(yīng)。2025年，我國全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)1億攝氏度等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行1066秒，刷新世界紀(jì)錄，標(biāo)志著中國聚變能源研究實(shí)現(xiàn)從基礎(chǔ)科學(xué)向工程實(shí)踐的重大跨越。

采訪團(tuán)了解緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST核心部件（央廣網(wǎng)記者 徐秋韻攝）

與BEST裝置相鄰的，就是建造它的“超級(jí)工廠”——“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”大科學(xué)裝置（CRAFT），它又被稱為“夸父”，這里一共正在驗(yàn)證和設(shè)計(jì)制造著與可控核聚變相關(guān)的多個(gè)子系統(tǒng)。

記者在現(xiàn)場看到一個(gè)像橘子瓣一樣造型的裝置，工作人員介紹，這是八分之一真空室，高度有近20米，重達(dá)300噸，上億攝氏度的高溫等離子體將會(huì)在這個(gè)艙室里面懸浮。

今后，“聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施”不僅可以生產(chǎn)出BEST核心部件，也可以制造出全球最先進(jìn)的聚變裝備。

作為我國“未來能源”的重要組成部分，“聚變能源”已進(jìn)入國家戰(zhàn)略布局，目前安徽已經(jīng)出臺(tái)聚變能商業(yè)應(yīng)用戰(zhàn)略行動(dòng)計(jì)劃，明確“實(shí)驗(yàn)堆—工程堆—商業(yè)堆”的“三步走”發(fā)展路徑，依托大科學(xué)裝置的牽引帶動(dòng)，核聚變產(chǎn)業(yè)也正在加速集聚，安徽核聚變產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè)已經(jīng)超過200家。

“慧眼”洞見微觀世界

走進(jìn)合肥未來大科學(xué)城崗集片區(qū)合肥先進(jìn)光源（HALF）園區(qū)，從上空俯瞰，整體裝置外形宛若一只大眼睛。

“光源”是大科學(xué)裝置“同步輻射光源”的簡稱，正在建設(shè)中的合肥先進(jìn)光源裝置，是國際最先進(jìn)的第四代同步輻射光源，它不僅外觀像一只“大眼睛”，更是一只能看清物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的“慧眼”，是科學(xué)家探索微觀世界的“超級(jí)顯微鏡”。

“合肥先進(jìn)光源基于先進(jìn)的衍射極限儲(chǔ)存環(huán)技術(shù)，其產(chǎn)生的軟X射線亮度比第三代光源高出百倍以上，具有極高的相干性，能在空間、時(shí)間和能量維度上實(shí)現(xiàn)前所未有的測量精度�！眹�家同步輻射實(shí)驗(yàn)室主任、合肥先進(jìn)光源工程常務(wù)副總指揮劉嘯嵩介紹，裝置建成后將為材料科學(xué)、生命科學(xué)、能源科學(xué)等前沿領(lǐng)域提供實(shí)驗(yàn)支撐平臺(tái)。

啟用并亮燈的合肥先進(jìn)光源（HALF）園區(qū)（央廣網(wǎng)發(fā) 國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室供圖）

這樣的“國之重器”也正從實(shí)驗(yàn)室走向產(chǎn)業(yè)一線。劉嘯嵩舉例，在儲(chǔ)能電池產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，能夠看清材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)和演化過程的同步輻射光源，價(jià)值越來越大，“儲(chǔ)能電池使用壽命、安全性能、能量密度，每一個(gè)方向都需要持續(xù)突破，但其中的物理和化學(xué)過程研究，對(duì)企業(yè)來說是個(gè)短板。在企業(yè)研發(fā)中，最難的往往不是解決問題，而是發(fā)現(xiàn)問題，而同步輻射光源提供的，恰恰是企業(yè)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備無法替代的‘透視能力’。”

“電池正極材料可能含有微量金屬雜質(zhì)，充放電過程中會(huì)慢慢長成‘枝晶’，是影響鋰電池安全的關(guān)鍵因素。同步輻射X光成像能看到哪種元素、多大尺寸的顆粒會(huì)形成枝晶，進(jìn)而對(duì)電池正極材料提出新的要求�！眲�嘯嵩表示。

2024年，合肥國軒高科動(dòng)力能源有限公司與國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室成立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，從企業(yè)的研發(fā)生產(chǎn)中遴選難點(diǎn)課題深度討論后立項(xiàng)攻關(guān)，目標(biāo)就是解決實(shí)際問題。

圍繞大科學(xué)裝置，安徽建設(shè)了一批交叉研究平臺(tái)、檢驗(yàn)檢測平臺(tái)，推進(jìn)前沿技術(shù)“沿途下蛋”，催生中科離子、中科太赫茲等創(chuàng)新型企業(yè)。這些“國之重器”不僅是原始創(chuàng)新的“策源地”，更成為產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新的“硬核引擎”。