9月11日，在位于合肥的聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施園區，一“超級微波爐”正在以2兆瓦的功率向外輸送能量，功率相當于2000臺常規微波爐。其加熱的目標對象不是日常食品，而將是“人造太陽”中運行的等離子體。這是“夸父”（CRAFT）的關鍵子系統——離子回旋（ICRF）加熱系統，當天順利通過專家組驗收。該“超級微波爐”實現了全鏈路國產化與技術自主可控，其成功研制標志著我國在高功率射頻加熱技術領域取得新突破。

“人造太陽”，擁有類似太陽的核聚變反應機制，而其產生核聚變的重要一步就是，控制并加熱等離子體。那么如何加熱呢？

“以前我們使用的歐姆加熱方式，加熱效率低，且難以闖過千萬度的門檻，而更先進的離子回旋加熱方式的核心器件又長期依賴國外技術。”中國科學院等離子體物理研究所研究員秦成明介紹，要想讓“人造太陽”達到穩定、長期地上億度運行，這一加熱技術必須握在自己手上。為了這項技術的自主可控，CRAFT項目團隊“五年磨一劍”，誕生了這一全國產化的離子回旋（ICRF）加熱系統。

記者在現場看到，該加熱系統分為發射器、輸送管道、聚變堆天線等部分。研究人員介紹，發射器就如同一個“點火器”，且能夠將“火苗”——射頻波，進行“逐級放大”，將小小“火種”變作兆瓦級別的超大能量，最終完成對“人造太陽”中等離子體的“微波加熱”。

“其中的‘火種放大器’——兆瓦級電子四極管，是我們技術的核心，此前國內只有百千瓦級別的四極管。ICRF的驗收，也是國產兆瓦級四極管的‘實戰應用’。”中國科學院等離子體物理研究所微波加熱技術研究室高級工程師程艷表示，通過在EAST裝置上的高功率測試，結果表明該器件的關鍵性能參數均達到國際先進水平。

通過創新設計多路大功率合成網絡及低損耗傳輸器件，該系統最終實現了40-80MHz寬頻段的2MW功率、千秒量級的穩定輸出，完成兆瓦級功率合成與傳輸。

“研究團隊解決了離子回旋加熱系統核心技術瓶頸，實現了從波源到傳輸再到聚變堆天線，從核心器件到整機集成的全鏈路國產化與技術自主可控。”程艷激動地說。

值得一提的是，在長達5年的攻關中，相關技術還實現了“沿途下蛋”，一些單元技術也走向了國際市場。“團隊自主研制的兆瓦級發射機已經整機出口到德國了。”秦成明說道。

該加熱系統的相關技術還可拓展應用于運載推進、半導體、醫療健康、電子科技等領域。未來，該系統可為BEST、CFEDR以及ITER等裝置的離子回旋加熱系統關鍵部件的設計提供研發與測試平臺，為聚變能源發展提供重要支持。（張玉蓮 李康佳 孫悅）