6月18日，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所传来好消息，大科学装置“夸父”——聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）项目取得重要进展。该设施低杂波电流驱动系统通过专家组测试与验收，系统全部实现国产化，性能达到国际领先水平。

加快人造太阳研发

近年来，我国重大科技基础设施建设步入快速发展轨道，众多大科学装置相继建成并投入运行，“夸父” 大科学装置便是其中的杰出代表。它的出现，为我国在科技前沿领域的探索注入了强大动力。

“夸父” 大科学装置的使命并非如神话中助力逐日，而是助力 “造日”。太阳作为宇宙中的巨大能量源，内部持续进行着聚变反应，释放出无尽能量，滋养着地球上的万物。聚变能源以其原料丰富、安全高效、清洁低碳的独特优势脱颖而出。聚变发电能够提供近乎零碳排放的清洁能源，有望成为有限化石能源的理想替代品，彻底解决人类面临的能源难题。

要实现对聚变能源的有效利用，人类需要建造出能够模拟太阳内部核聚变反应的装置，也就是创造出一个 “人造太阳”，从而实现聚变发电。这是一项极具挑战性但意义深远的科学探索，关乎人类未来的能源供应和可持续发展。

为了在聚变能源开发利用领域取得突破，我国在安徽合肥精心设计并建造了聚变堆主机关键系统综合研究设施 ——“夸父” 项目。该设施将为我国未来的聚变堆建设提供坚实的技术支撑和大型研发测试平台。通过在 “夸父” 上进行的各种实验和研究，科研人员能够深入探索核聚变反应的奥秘，攻克一系列关键技术难题。

按照规划，“夸父” 项目预计将于 2025 年年底全面建成。届时，它将成为我国聚变能源研究的核心平台，吸引众多科研人员投身其中。

历时5年通过考核

低杂波电流驱动系统作为 “十三五” 国家重大科技基础设施 CRAFT 项目的关键部分，承担着重要使命。它致力于攻克面向反应堆的耦合天线设计、远距离低损耗功率传输、多管并联可靠安全运行等关键技术难题，为建设面向聚变堆的低杂波电流驱动系统筑牢科学技术根基。

该系统在托卡马克装置中发挥着多种关键作用。它能够驱动和维持托卡马克装置环向等离子体电流，精准调控等离子体电流分布。同时，可有效加热等离子体电子，辅助等离子体电流驱升，抑制边界局域模，并优化偏滤器热流分布。其主要由微波源系统、微波传输线、耦合天线、监控保护、高压电源、水冷系统等部分构成，各部分协同工作，保障系统稳定运行。

项目团队历经五年的艰苦技术攻关，取得了显著成果。他们完成了系统考核指标，实现了中心频率 4.6GHz，微波源最大总输出功率达到 4MW，运行脉冲长度超过 100s 的测试和验收。此外，还完成了面向反应堆的天线设计及部件预研、微波低损耗传输及模式转换、系统安全可靠运行等关键技术研究，为系统的实际应用奠定了坚实基础。

在与国内相关单位的合作中，项目取得了国产化的重大突破。成功研制出 4.6GHz 500kW 双窗及单窗速调管、500kW 环行器，使得系统全部实现国产化。这不仅降低了对国外技术的依赖，也提升了我国在核聚变领域的自主创新能力。

夸父建设进行时

目前，“夸父” 项目的建设正稳步推进，其他子系统都在紧锣密鼓地进行系统集成和调试工作。在整个 “夸父” 项目中，围绕聚变堆不同核心部件开展关键技术攻关的课题共有 19 个，它们分布在园区的各个厂房内，各自承担着重要使命。

低杂波电流驱动系统是 CRAFT 项目的 19 个子系统之一。它的成功验收意义重大，这标志着该系统及其关键部件顺利完成了从设计优化、预研验证、加工制造到测试验收的完整流程。在这个过程中，科研人员克服了诸多困难，进行了大量的实验和改进，确保系统达到了预期的性能和指标。

太阳内部持续进行的聚变反应释放出巨大能量，而人类要实现聚变发电，就需要模拟太阳内部的核聚变反应。低杂波电流驱动系统在其中发挥着重要作用，它能够驱动和维持托卡马克装置环向等离子体电流，调控等离子体电流分布，为实现聚变反应创造有利条件。

该系统的相关技术具有广泛的应用前景。其在微波加热、无线通讯、医疗健康、电子科技等多个领域都有拓展应用的潜力。在微波加热领域，可提高加热效率和均匀性；在无线通讯中，有助于提升信号传输质量；在医疗健康方面，可能为医疗设备的研发带来新突破；在电子科技领域，能推动相关电子产品的性能提升。

低杂波电流驱动系统的研发成果，不仅为聚变堆波加热系统设计研制奠定了坚实的科学技术基础，还将在更广泛的范围内推动科技进步和产业发展，为我国的科技事业和经济建设注入新的活力，助力我国在能源和科技领域取得更大的突破。