2006年9月28日,由中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所自主設計研制的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置EAST在安徽合肥科學島實現首次等離子體放電,等離子體電流達到200千安,持續時間接近3秒。這標志著世界首個全超導、非圓截面核聚變實驗裝置正式建成運行,也使中國率先進入全超導托卡馬克技術領域。過去20年間,EAST累計完成超過16萬次物理放電實驗,成為中國磁約束受控核聚變研究持續突破的重要科研平臺。

中國磁約束核聚變研究起步于20世紀70年代。中國科學院隨后在合肥布局托卡馬克研究,20世紀90年代科研團隊依靠自主技術改造國外引進設備,先后建成HT-6B、HT-6M常規磁體托卡馬克以及中國首個圓截面超導托卡馬克“合肥超環”。在此基礎上,以中國工程院院士萬元熙為代表的科研團隊承擔了全部磁體線圈采用超導材料的工程挑戰,并相繼突破超導磁體、超高真空、低溫制冷和大功率加熱等關鍵技術,實現核心裝備自主研制。
作為由20余個復雜子系統、近百萬個零部件集成而成的大科學工程,EAST持續刷新磁約束聚變實驗運行參數。裝置運行時間從2006年的約3秒逐步提升,2012年實現30秒長脈沖高約束模運行,2016年突破60秒,2017年達到101秒,2023年進一步實現穩態高約束模403秒。
2025年1月20日,EAST在第150425次實驗中實現重大突破,在電子溫度達到1億攝氏度的條件下,實現穩態長脈沖運行1066秒,刷新世界紀錄。這一實驗在裝置層面驗證了未來聚變堆實現長時間、高參數穩定運行所涉及的重要物理邊界,為進一步探索聚變等離子體的長期穩定控制提供了實驗依據。
經過20年的持續實驗和工程迭代,EAST已積累核心技術200余項、發明專利2000余項,并持續為國際熱核聚變實驗堆的關鍵物理實驗和部件測試提供數據與技術方案。與此同時,合肥科學島正在形成更加完整的聚變研發體系,聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施正開展萬噸級超導磁體、偏濾器和真空室等關鍵系統工程測試。
面向下一階段,中國聚變研發還布局了緊湊型聚變能實驗裝置(BEST)。目前,BEST主機總裝工作正在推進,目標是在2027年建成并開展聚變凈能量增益輸出演示。運行20周年的EAST仍將承擔重要科研任務,繼續圍繞高溫等離子體長時間穩定運行、關鍵聚變工程技術等方向開展實驗,為后續聚變能工程化發展積累技術基礎。



