向极端条件进军,是当代科学技术发展的重要方向。
2025年,我国在极端环境科学研究领域收获累累硕果,一批大科学装置建成投用或取得突破性进展,为科技自立自强提供了坚实支撑。
位于安徽合肥科学岛的全超导托卡马克核聚变实验装置,今年成功实现1亿摄氏度等离子体稳定运行1066秒,再次刷新世界纪录。
这一成果的取得,意味着中国在可控核聚变研究领域已经从理论探索阶段迈向工程化应用的关键节点。
该装置自2006年建成以来,在"十四五"期间持续取得突破,成为我国极端条件科学研究的标志性成果。
据中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所专家介绍,这台装置能够同时创造五种极端环境:超过1亿摄氏度的超高温、零下269摄氏度的超低温、大气压百亿分之一的超高真空、数千安培的超大电流,以及数万倍地球磁场强度的超强磁场。
在如此苛刻的条件下保持长时间稳定运行,对材料科学、工程技术和控制系统都提出了极高要求。
目前,该装置正在进行新一轮技术升级,将第一壁材料从钼全面更换为钨。
这一改造瞄准未来建设的紧凑型聚变能实验装置以及国际热核聚变实验堆的技术标准,为后续工程化应用积累关键数据和经验。
在合肥未来大科学城,一个核聚变大科学装置集群正在加速形成,聚变堆主机关键系统、紧凑型聚变能实验装置等项目同步推进。
除核聚变领域外,我国在其他极端条件研究方向同样成果斐然。
今年2月建成验收的综合极端条件实验装置,可提供接近绝对零度的超低温环境、3000亿帕斯卡的超高压强、26特斯拉的超导磁场以及100阿秒级超快光场,极大增强了我国在物质科学及交叉学科领域的研究能力。
9月启用的杭州超重力离心机,以300倍重力加速度、20吨最大负载的性能参数,成为世界容量最大的同类装置。
该设备能够在一天内模拟土体百年沉降过程,用一米模型还原百米大坝的真实受力状况,为重大工程建设提供安全预判,被誉为工程界的"预言家"。
深海深冰领域也传来捷报。
我国自主建造的"探索三号"科考船搭载"奋斗者"号载人潜器,在北极海域完成43次下潜作业,成功应对零下30摄氏度低温和约600个大气压的双重挑战。
这使我国成为目前世界上唯一能在北极密集海冰区实施连续载人深潜的国家,展现了在极端环境下的综合科考能力。
这些突破性进展的背后,是我国对基础研究和大科学装置建设的长期投入。
极端条件科学研究不仅能够揭示物质在非常规状态下的基本规律,探索生命的极限适应机制,更能催生颠覆性技术创新,为解决能源、材料、环境等领域的重大问题开辟新路径。
从能源角度看,核聚变被视为人类终极能源解决方案。
一旦实现商业化发电,将彻底改变全球能源格局。
我国在这一前沿领域的持续突破,不仅关乎科技竞争力,更关系到国家能源安全和可持续发展战略。
当前,各主要科技强国都将核聚变研究列为优先发展方向,国际竞争日趋激烈。
面向未来,我国极端条件科学研究已经进入从"跟跑并跑"向"并跑领跑"转变的关键时期。
随着更多大科学装置投入运行,学科交叉融合不断深化,有望在更多领域实现原创性突破,为建设科技强国提供有力支撑。
从实验室的毫开尔文极寒到聚变装置的上亿度炽热，中国科学家正在物质科学的“两极”之间架设桥梁。
这些突破既是基础研究的里程碑，更是面向国家战略需求的主动作为。
当科技创新的边界不断拓展，人类对自然规律的认知终将转化为改造世界的钥匙。