李建刚，中国工程院院士，中国“人造太阳”项目学术带头人之一，参与并负责我国大科学装置——核聚变实验装置的技术发展。他倡议和推进我国参加国际热核聚变实验堆计划，并带领团队深入开展相关科学技术研发，将我国“东方超环”发展成为国际高性能长脉冲等离子体研究领域最重要的实验平台。李建刚曾两次获得国家科学技术进步一等奖。

2021年5月28日凌晨，在安徽合肥诞生了一项新的世界纪录：全球首个全超导托卡马克“东方超环EAST”，实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒等离子体运行和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，标志着我国在运用核聚变原理探索让人类拥有永续理想清洁能源道路上，又向前推进了一步。

能源是发展的动力，是人类共同面临的挑战。当今世界可利用能源稀缺，工业社会对化石能源的争夺无比激烈。许多国家的科学家行动起来，希望创造可靠、安全、廉价的永续能源，“人造太阳”因此成为科学攻坚的大课题，以期用核聚变原理，凭借地球无限无尽的原料进行发电，创造出终极能源。

从爱因斯坦到“人造太阳”

科学家把基础研究分为探索自然规律的基础研究和有应用目标导向的基础研究两大类，后者是由应用任务牵引，主要关注的是国家重大战略需求和经济社会发展面临的重大挑战。能源被认为是新一轮科技革命的重要方面，而我国要在2060年前实现碳中和的目标，更增加了创造和使用清洁能源的紧迫性。“人造太阳”大科学装置的设立，就是从国家急迫需要和长远需求出发，试图解决能源紧缺的重大问题。

人造太阳用专业术语叫磁约束核聚变。爱因斯坦的一个公式是能量等于MC2，就是把任何一个很小的质量，乘上光速的平方以后，可以得到巨大的能量，这就是核能运用的原理。现在世界上一共有400多个核电站，都是用这种原理，把一个大的原子核，裂开以后形成能源。裂变就是原子弹的原理，聚变就是氢弹的原理，氢弹的威力要比原子弹更加巨大。用氢的同位素，一个氘，一个氚，把它们两个加到上亿摄氏度以后，就会发生聚合，产生中子和氦。人造太阳就是运用氢弹的原理。

产生聚变非常困难，一定要把它点到3.5亿摄氏度，才能满足聚变发生的条件。采用的办法之一是磁悬浮，可以把气体加热到上亿摄氏度，用磁场把它悬浮起来，这个时候不接触到任何材料，就能够实现核聚变。这个方法叫托卡马克。

“人造太阳”安全可靠，因为聚变从先天性来讲，具备固有安全性。它永远是安全的，也不会爆炸，因为它本身的功率密度非常之低，随时可以停下来，不会对环境、对公众形成危害，我们的实验室就在合肥市中心。

我国“人造太阳”的逆袭

当今世界，可控核聚变研究如火如荼之时，中国“人造太阳”的建设没有掉队。1965年，在四川乐山郊区，建起了当时中国最大的核聚变研究基地——西南物理研究所，一批批科学工作者筚路蓝缕、开荒拓土，让中国磁约束聚变从无到有、从弱到强。

做能源大约分三个阶段：第一个叫科学可行性，就是科学上这个原理是对的；第二个在工程上是可行的；第三个就是经济上是便宜的。苏联科学家阿齐莫维奇发明了托卡马克，全世界都开始遵循这一研究模式。在过去的50年中间，全世界大约建了一百个托卡马克，每一个托卡马克都作出了巨大的贡献。托卡马克是苏联人发明的，要想学，最好的一个办法是跟苏联人去学。在上世纪80年代末，苏联的维利霍夫院士有一个托卡马克T7，愿意赠送给其他国家，然后他们自己做更好的。当时霍裕平院士听说这件事，觉得非常之好，因为这是能够快速地掌握这个技术的一个最好办法。所以我们就要了，当然也不是白要，是用其他东西去换。站在别人的肩膀上面，我们做出了很多的改进。当年的苏联人能够做到大约两秒钟、三秒钟1000万度，我们后来可以做到六十秒钟1000万度，这个成果也获得了当年的中国十大科技进展之一。

在上世纪90年代末，我们向国家提出来，要做这一个“东方超环”。“东方超环”就是在世界上第一次把零下269摄氏度和上亿摄氏度的东西放在一起，看看能持续多长时间。当时提出的目标就是一定是一个大装置，这个装置可以承受1亿摄氏度，不再是三五秒钟，一定持续时间足够长，长到1000秒。在之前全世界都没做过，这还是比较难的。这个实验的材料，要求得比航天飞机还要更苛刻。我们的工业界在上世纪90年代也没有大规模地生产超导，全世界也没做过，所以也没地方去学。但是我们义无反顾地就是要做“人造太阳”，这就必须先做全超导，只有做了全超导，才有可能从科学可行性迈向工程可行性。我们从2000年9月份正式开工，到2006年9月26日第一次放电成功。大约两年前我们就做到了几个世界纪录：其中一个是在100秒的时间之内，我们可以做到5000万摄氏度到6000万摄氏度。5000万摄氏度、6000万摄氏度就是太阳心部温度的两倍，太阳心部温度是2500万摄氏度左右。这个参数估计国外的任何一个国家在几年之内很难重复，但是这也不是我们最终的目标，我们最终的目标就是要发电。现在还做不到，我们今年就想能够尝试更高一点。相信在未来，很快就能看到1亿摄氏度1000秒在这个装置上实现。

“人造太阳”是世界极度关注的大科学问题。早在1985年，美国和苏联就提出了“人造太阳”——国际热核聚变实验堆计划，简称ITER计划。当时，我国被挤在计划门外，直到2006年才得以正式签约加入。ITER计划是探索利用磁约束方式来实现核聚变能源的计划，是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一。计划从2007年开始，历时35年，总投资约180亿欧元，计划2050年前后完成聚变能原型电站的建设和运行，开始商业化应用。我国正式签约加入ITER计划后，作为平等成员方之一承担了ITER计划建设阶段9.09%和运行、退役阶段10%的经费，享有ITER计划100%的技术成果使用权。我们在这里边是做得相当不错的，最核心的东西我们基本上都能拿到，大约就是要用9%的贡献拿到100%的知识产权。在近10年，ITER计划也是向国际招标的，最复杂的一个线圈400多吨，这个欧洲人做不出来，当年跟我们竞争的是俄罗斯人和日本人，最后经过3个月的竞争，我们中国胜出。ITER总干事说，我们是“themostvaluablepartner”。就是说，中国在这七方中间是最可靠的合作伙伴。我们的现金贡献从来都是按时给的，另外，就是我们都是100%按照日程完成任务。其他国家不行的时候，我们站出来帮他们做，不光是欧盟，就是日本人、俄罗斯人他们做不出来东西，到中国来，我们也帮忙很快完成。因为我们是认真的，中国政府这一点，其他国家都是佩服的。我们的目的就是希望最终在自己的国土上建成能发电的聚变电站。

“人造太阳”的美好未来

2020年7月28日，ITER计划重大工程安装启动仪式在法国总部举行，标志着由此前成员国制造零部件的阶段，正式转换到装置组装阶段。30多个国家精诚合作，众多世界顶尖科学家和工程师参加，参与国家的人数总和超过全球人口的一半。这一天，国家主席习近平专门发贺信指出，国际科技合作对于应对人类面临的全球性挑战具有重要意义。国际热核聚变实验堆计划承载着人类和平利用核聚变能的美好愿望，计划实施以来，中方始终恪守国际承诺，中国企业和科研人员勇挑重担，与国际同行齐心协力，为计划的顺利推进贡献了中国智慧和中国力量。

耗资耗时耗力的“人造太阳”的目标是发电。我们在核聚变堆设计、关键部件的研发和制造等方面，已进入世界先进行列。聚变一个最重要目标就是产生能源，就是发电。发电一个最重要目标就是经济，从经济上来讲，聚变电站做大了是经济的。我们建第一个堆，大约需要六七百亿元，未来商用堆差不多需要200亿元左右。这样一个电站，5到8年就能收回成本。如果随着材料的不断发展，能够做得更便宜。这就是未来的聚变——可以没有二氧化碳的产生，也不用去烧煤，更不用担心出事故。前景是美好的，但是道路是曲折的，初步判断还要再等上一二十年才有可能建成。希望在2049年，就是新中国成立100年的时候，我们能用上聚变的电站，所有的关键部件必须国产化，这样就不再受制于人。

人类一旦解决了能源问题，这个世界将会更加美好。长期以来，我们中国聚变人都有一个梦想，就是未来如果有一盏灯能被聚变能点亮的话，这盏灯一定要、也必须在中国。