科技日报记者 代小佩
近日，由中国国际核聚变能源计划执行中心主办的核聚变科技成果转化展览展示与对接活动在京举行。中国聚变能源有限公司（以下简称中国聚变）和核工业西南物理研究院（以下简称西物院）受邀参会。中国聚变总经理、西物院院长张立波在开幕式上作了关于新一代人造太阳“中国环流三号（HL-3）”研究进展的主旨报告。
作为西物院自主设计建造的我国目前装置规模最大、设计参数最高的先进托卡马克装置，HL-3是目前全球少数具备“氘氚燃烧实验”能力的大科学装置。自2020年12月实现首次放电以来，HL-3运行参数持续突破，先后实现1兆安高约束模式运行、1.6兆安偏滤器位形运行，不断刷新国内托卡马克装置运行纪录。
2025年3月，HL-3取得离子温度1.2亿度、电子温度1.6亿度的重要技术突破。2025年6月，通过集成物理模拟设计运行模式，HL-3物理实验成功形成内部输运垒，同时实现等离子电流1兆安、离子温度1亿度及高约束模式运行，聚变三乘积达到10的20次方量级。张立波表示，目前该装置已全面进入升级改造阶段，朝着未来“等离子体燃烧实验”全力冲刺。
“依托HL-3的实验，西物院在可控核聚变技术研发领域取得一系列技术突破。”张立波介绍，例如，在强电流、大形变控制方面，通过采用快控电源系统等技术手段，解决了兆安级大功率电源瞬态控制、高拉长比等离子体偶发的垂直不稳定性控制等问题，成功实现拉长比大于1.6的大电流偏滤器位形安全运行。
在AI赋能聚变方面，成功自主研发了聚变装置运行与控制系统CODIS，并在国内外多个聚变装置上实现推广应用。依托HL-3研发的聚变诊断AI大模型“曦元大模型”，获评首批中央企业人工智能战略性高价值场景。
中性束注入是目前效率最高、物理机理最清晰的加热方式之一，在托卡马克装置中广泛应用。西物院已建成并投用两套具有完全自主知识产权的高功率中性束注入加热系统，有力支撑HL-3实现1.2亿度的离子温度。
张立波表示，高功率微波回旋管是电子回旋系统的核心部件。近年来，西物院成功突破高功率回旋管、槽纹波导等关键技术，自主研制的106GHz高功率回旋管，有力支撑HL-3实现1.6亿度的电子温度。
此外，西物院还为HL-3研发出了丰富的等离子体诊断系统，可满足等离子体平衡与位形控制、运行安全监控、基础剖面控制、约束品质评价、壁与粒子控制等多方面需求，系统性突破了高时空分辨率、强抗辐射干扰、毫秒级动态响应等困扰聚变大科学装置诊断测量的核心技术壁垒。
张立波介绍，HL-3是国际核聚变实验堆（ITER）在我国的唯一的卫星装置，2023年面向全球开放进行物理联合实验。截至目前，已收到来自英、日、法、德等13个国家和国际组织的100余项联合实验提案，累计开展40余场联合实验，国际影响力持续增强。
（活动主办方供图）
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