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中国有哪些科学研究曾经落后于世界,后来却实现了大翻盘?

小侯飞氘 / 知乎

小侯飞氘,御氘术九级

提名可控核聚变。

国外对非武器核聚变的研究很早就开始了,而同期中国的相关研究基本为零。但到了现在,我们在很多地方已经处于领先地位了。

1938 年美国就尝试用环形磁瓶约束等离子体,而那时候我们还在抗日。

1950-1951 年,苏联和美国分别提出了托卡马克和仿星器的概念,那时候我们还在抗美援朝。

1974 年,美国第一次实现了激光点火,那时候我们在......

以中科院等离子体物理研究所为例,等离子体所可以说是目前国内聚变研究的领头单位,然而它却直到 1978 年才成立,并且当时我国的聚变基础非常薄弱,在很长一段时间里,我们都处于追赶模式。

80 年代初,等离子体所设计和建造了 HT-6 系列(HT-6A,HT-6B,HT-6M),尽管聚变参数落后于同期发达国家的聚变装置,但还是为我们后期的聚变发展积累了一批技术和人才。

1990 年,用价值 400 万人民币的生活物资,换了前苏联价值 1800 万卢布的 T7 装置。

1995 年,我们将并改装成 HT-7 装置。通过我们的努力,HT-7 的等离子体稳定性比 T7 高了两个量级,做到了青出于蓝而胜于蓝。不过当时国内的制造业水平还很低,很多部件都无法实现国产,有时还要请俄罗斯专家来检修。听等所的李建刚院士讲,有一次来了一个俄罗斯专家,下午 5 点多乘飞机抵达,那位专家先是要吃饭、要喝酒,后来又说累了要休息,全所上下几百人就眼睁睁地等着他休息好。从那时起,我们就下定决心,最关键的技术部分,一定要百分之百国产化。

于是,1997 年 6 月 3 日,国务院科技政策领导小组批准 HT-7U 大科学工程立项建设。

2003 年 9 月,HT-7U 超导托卡马克装置更名为“先进超导托卡马克实验装置”(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)缩写 EAST,又称东方超环,也就是我们现在熟悉的人造小太阳。

同年,我们还加入了目前最大的聚变项目,即国际热核聚变实验反应堆(ITER)项目,成为 ITER 的七大成员之一。

2006 年 9 月 28 日,EAST 完成第一次放电,这是世界上第一台全超导的非圆截面托卡马克——终于我们开始再某些方面领先了。

2008 年 12 月 19 日,我国研制的 ITER 68kA 高温超导大电流引线的低温通电实验的电流峰值达到 90kA,并持续 4 分钟时间,创下了高温超导电流引线实验的世界最高记录。

2012 年,EAST 创造了两项世界记录:超过 400 秒,2000 万度的高参数偏滤器等离子体;稳定重复超过 30 秒的高约束(H-mode)等离子体放电。将 EAST 的性能足足提高了一个量级,标志着我国在稳态高约束等离子体研究方面走在国际前列(用 wikipedia 的话说,这叫 state-of-the-art[1])。

2016 年 1 月 28 日, EAST 成功实现了电子温度超过 5 千万度、持续时间达 102 秒的超高温长脉冲等离子体放电,刷新了 H-mode 运行时间的世界纪录。

2017 年,中国聚变工程实验堆(CFETR)正式开始工程设计,揭开我国下一代超导聚变堆研究的序幕。

2018 年,EAST 首次实现 1 亿度运行。

......

可以看到,我们从一穷二白 0 基础开始,在短短 40 多年里,我们从奋起直追变成了部分领先。相信在不久的将来,我们会在更多的技术上达到世界领先水平。

我长期以来有这么一个梦想,就是在有生之年,有一盏灯泡能被聚变之能所点亮,而且这一盏灯泡一定要也只能在在中国!
——李建刚院士

评论区很多人在说聚变离实现永远还有 50 年这个梗,然而从 70 年代到现在,我们研究聚变的总时间也才 40 几年。中国表示,50 年这个锅我不背。