中經(jīng)聯(lián)播訊（張力 陳一夫 崔威漢）
曾經(jīng)只存在于科幻小說(shuō)中的“人造太陽(yáng)”，正悄然從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)，一系列突破性進(jìn)展標(biāo)志著聚變能研發(fā)已進(jìn)入決定性新階段。
近日，中國(guó)緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）首個(gè)關(guān)鍵部件杜瓦底座成功安裝就位，標(biāo)志著項(xiàng)目主體工程建設(shè)步入新階段。這個(gè)國(guó)內(nèi)聚變領(lǐng)域最大的真空部件，將承載總重約6700噸的BEST主機(jī)。
與此同時(shí)，在四川成都，國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聚變能研究與培訓(xùn)協(xié)作中心正式授牌，這是全球首個(gè)聚焦聚變能研究與培訓(xùn)的IAEA協(xié)作中心。
中國(guó)在聚變能源領(lǐng)域的國(guó)際地位與影響力正實(shí)現(xiàn)顯著躍升。
全球聚變研發(fā)進(jìn)入新階段
十月在成都舉行的世界聚變能源集團(tuán)第2次部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議暨國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)第30屆聚變能大會(huì)上，全球聚變能研發(fā)的新動(dòng)向成為焦點(diǎn)。
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)總干事拉斐爾·馬里亞諾·格羅西發(fā)布了《2025年世界聚變展望》，指出聚變能正邁入一個(gè)實(shí)際落實(shí)的新階段，迅速成為國(guó)家能源戰(zhàn)略和產(chǎn)業(yè)規(guī)劃的基石。
報(bào)告有一個(gè)新的章節(jié)探討了聚變能到本世紀(jì)末可能為全球電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)做出的長(zhǎng)期貢獻(xiàn)。
模擬研究展示了世界不同地區(qū)不同成本情況下的全球電力生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，還證明了聚變就能國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值而言的潛在經(jīng)濟(jì)效益。
聚變能領(lǐng)域一項(xiàng)潛在的變革性技術(shù)發(fā)展是高溫超導(dǎo)磁體。高溫超導(dǎo)材料可用于設(shè)計(jì)更緊湊、更高效的聚變裝置。
據(jù)IAEA的聚變裝置信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)，截至2025年年中，全球聚變裝置總數(shù)達(dá)172臺(tái)，較2024年增加13臺(tái)，其中實(shí)驗(yàn)裝置占比85%，聚變電廠占比15%。
從運(yùn)行狀態(tài)看，運(yùn)行中101臺(tái)，在建18臺(tái)，規(guī)劃建設(shè)53臺(tái)，顯示出全球范圍內(nèi)對(duì)聚變能研發(fā)的持續(xù)投入。
中國(guó)成果迭出
今年以來(lái)，中國(guó)的“人造太陽(yáng)”項(xiàng)目成果頻傳，各項(xiàng)指標(biāo)不斷刷新紀(jì)錄。
上半年，中國(guó)環(huán)流三號(hào)實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度，隨后再次刷新紀(jì)錄，實(shí)現(xiàn)等離子體電流100萬(wàn)安培、離子溫度1億度、高約束模式運(yùn)行。
聚變?nèi)朔e達(dá)到10的20次方量級(jí)。這些成就標(biāo)志著中國(guó)核聚變研究挺進(jìn)燃燒實(shí)驗(yàn)階段，已具備開展相關(guān)實(shí)驗(yàn)的等離子體參數(shù)條件。
在安徽合肥，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置創(chuàng)造新的世界紀(jì)錄，首次完成1億攝氏度1000秒“高質(zhì)量燃燒”。
聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施“夸父”也取得重要進(jìn)展——偏濾器原型部件順利通過專家組測(cè)試與驗(yàn)收。測(cè)試結(jié)果顯示，該部件穩(wěn)態(tài)熱負(fù)荷能力達(dá)到20兆瓦/平方米。
中核集團(tuán)科技帶頭人黃梅介紹，中核集團(tuán)目前正在按照“實(shí)驗(yàn)堆—示范堆—商業(yè)堆”開展聚變堆的研發(fā)。預(yù)計(jì)在2027年左右開展燃燒等離子體實(shí)驗(yàn)。
國(guó)際合作的新平臺(tái)
國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)聚變能研究與培訓(xùn)協(xié)作中心落地成都，標(biāo)志著中國(guó)在聚變能源領(lǐng)域的國(guó)際地位與影響力實(shí)現(xiàn)顯著躍升。
該協(xié)作中心將由核工業(yè)西南物理研究院牽頭，聯(lián)合IAEA成員國(guó)的核領(lǐng)域?qū)＜?、學(xué)術(shù)組織及企事業(yè)單位深化聚變技術(shù)協(xié)作。
協(xié)作中心機(jī)制側(cè)重研究、開發(fā)和培訓(xùn)，幫助實(shí)現(xiàn)聯(lián)合國(guó)“可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)”的重要指標(biāo)，主要協(xié)助IAEA從事開發(fā)和應(yīng)用與IAEA有關(guān)的技術(shù)、提供分析服務(wù)、進(jìn)行研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)制定與質(zhì)量體系推廣。
中國(guó)積極參與國(guó)際大科學(xué)計(jì)劃，賦能聚變能國(guó)際化開放共享。作為國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃的七方成員之一，中國(guó)今年如期交付多個(gè)大型裝備部件，提前完成兩項(xiàng)核心設(shè)備安裝任務(wù)。
ITER組織總干事彼得羅·巴拉巴斯基高度評(píng)價(jià)中方所作的努力：“如果來(lái)到ITER項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)，可以看到許多中國(guó)同事正在進(jìn)行組裝工作。”
民營(yíng)資本入場(chǎng)
“人造太陽(yáng)”絕非易事，但越來(lái)越多的成果正吸引著更多企業(yè)和資本投入其中。
新奧集團(tuán)是中國(guó)最早開展商用聚變能源開發(fā)的民營(yíng)企業(yè)，自2017年以來(lái)聚變研發(fā)投入超40億元人民幣。
今年4月，新奧的“玄龍-50U”裝置首次實(shí)現(xiàn)兆安級(jí)放電，遠(yuǎn)超原定500千安目標(biāo)。目前下一代裝置“和龍-2”也完成設(shè)計(jì)，有望2027年建成，總投資預(yù)計(jì)再添60億元。
新奧能源研究院院長(zhǎng)劉敏勝表示：“作為一家能源企業(yè)，我們一定要為未來(lái)鋪路，必須要有前瞻能源技術(shù)的投入?！?/p>
資本市場(chǎng)也正用真金白銀投票。10月10日，核聚變指數(shù)創(chuàng)下2009年12月31日以來(lái)的歷史新高。截至10月14日收盤，核聚變指數(shù)今年年內(nèi)漲幅逾六成。市場(chǎng)對(duì)核聚變板塊的關(guān)注度持續(xù)提升。
未來(lái)之路
盡管進(jìn)展顯著，但聚變能研發(fā)仍面臨挑戰(zhàn)。
可控核聚變將等離子體物理、核工程、材料科學(xué)等領(lǐng)域的難題集于一身，是迄今人類構(gòu)想的最復(fù)雜能源系統(tǒng)之一。
實(shí)現(xiàn)“人造太陽(yáng)”之夢(mèng)為什么難？造“太陽(yáng)”的首要難題是創(chuàng)造出聚變所需的嚴(yán)苛環(huán)境。理論上，氘氚等離子體需加熱至超1億攝氏度，約為太陽(yáng)核心溫度的6至7倍。
中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院聚變科學(xué)所所長(zhǎng)鐘武律指出，當(dāng)前，中國(guó)聚變能開發(fā)已從原理探索、規(guī)模實(shí)驗(yàn)階段，進(jìn)入燃燒實(shí)驗(yàn)階段，未來(lái)還要經(jīng)過實(shí)驗(yàn)堆、示范堆階段，才能進(jìn)入商業(yè)化運(yùn)營(yíng)[citation:6。
核工業(yè)西南物理研究院計(jì)劃2027年開展燃燒等離子體實(shí)驗(yàn)，2035年建成聚變先導(dǎo)工程實(shí)驗(yàn)堆，2050年建成聚變商用堆。
緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置將于2028年建成，大概2030年左右實(shí)現(xiàn)氘氚聚變，在世界上首次演示聚變發(fā)電，為建造中國(guó)聚變工程示范堆奠定基礎(chǔ)。
核工業(yè)西南物理研究院副院長(zhǎng)馮勇進(jìn)指出，當(dāng)前，中國(guó)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)聚變能研發(fā)從“跟跑”到“并跑”的跨越，在部分技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“領(lǐng)跑”，具備加速實(shí)現(xiàn)聚變能商用的基礎(chǔ)和能力。
未來(lái)，一旦人類成功點(diǎn)燃可控聚變的“火炬”，其影響將遠(yuǎn)超技術(shù)突破本身。作為理論上取之不盡、用之不竭的終極清潔能源，聚變能將從根本上破解人類對(duì)化石燃料的依賴。
“中國(guó)將與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)、國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆組織及各國(guó)一道，不斷推進(jìn)全球能源創(chuàng)新可持續(xù)發(fā)展?！眹?guó)家原子能機(jī)構(gòu)主任單忠德說(shuō)。
