2025年，是我國“十四五”規(guī)劃收官年，也是“雙碳”目標提出五周年。在此背景下，央視《東方時空》欄目在近日推出十四五重要科技成果“可控核聚變專題”，從國家未來競爭力角度講述了中國可控核聚變發(fā)展進程，并展示了中國“核聚變第一陣營”的多路線探索成果。

    攜手“種太陽”，中國核聚變產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形

    太陽，億萬年來為地球提供光和熱，如果能在地球上模仿出太陽釋放能量的方式，是不是就能獲得取之不盡的清潔能源了？這一偉大設想正在我國的實驗室和大科學裝置中逐步成為現(xiàn)實。

    2025年，我國可控核聚變研究不斷傳來新進展。1月份，我國全超導托卡馬克實驗裝置“東方超環(huán)”實現(xiàn)1億攝氏度等離子體穩(wěn)態(tài)運行1066秒；3月份，“中國環(huán)流三號”首次實現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的“雙億度”運行；4月份，新奧“玄龍50U”成為全球首個實現(xiàn)百萬安培氫硼等離子體放電、5月份實現(xiàn)秒級1.2T以上磁場條件的球形環(huán)裝置……

    這些數(shù)字背后，需要極為嚴苛的實驗環(huán)境和嚴密的大科學裝置，才能保障聚變反應的研究與運行。目前，我國圍繞核聚變研究的上下游產(chǎn)業(yè)鏈已初具雛形，涵蓋高溫超導等上游原材料生產(chǎn)企業(yè)、裝置設計等中游設備廠商、負責運營和應用的下游科技企業(yè)及科研院所等。正是在產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同努力下，“人造太陽”研究進程不斷取得新突破。

    氘氚+氫硼路線，核聚變第一陣營的多元探索

    當前，我國科研機構(gòu)和企業(yè)正在積極探索多條技術路徑，力求在不同技術方向上尋找可能的突破口?？煽睾司圩兗夹g在我國“核聚變第一陣營”的帶領下，正在向更高水平的可控性與穩(wěn)定性邁進。    

    目前，以中國科學院、中核集團為代表的“國家隊”，大多采用“氘氚”路線，即采用氫的同位素氘和氚作為燃料。1952年，世界上第一顆氫彈成功試爆，讓人類認識到“氘氚反應”的巨大能量。但氫彈爆炸是不可控的核聚變反應，“氘氚”路線就是要通過一系列技術手段控制核聚變反應，實現(xiàn)能量輸出的持續(xù)、穩(wěn)定、可調(diào)節(jié)。

    同時，新奧集團則從成本、效率和安全等角度出發(fā)，提出了新的聚變能研究路線，即“氫硼”路線。新奧能源研究院院長劉敏勝介紹道：“氫就是水里面正常的氫，硼常規(guī)的都有，它沒有什么稀缺性，價格極其便宜，所以才能導致我產(chǎn)生的聚變的電能夠便宜。第二個它的產(chǎn)物只有氦，氦是直接能發(fā)電的，它不需要用蒸汽轉(zhuǎn)化，所以它的發(fā)電效率能夠做到90%以上。”

    氫硼路線目前也面臨著一些挑戰(zhàn)——將等離子體加熱到10億度甚至更高，經(jīng)過研判，新奧選擇了“階梯加熱”方式。“第一個是用變壓器的原理，它能夠加熱到幾百萬度。第二個是用類似微波爐的原理，加熱到幾千萬度甚至到億度。然后中性束用的是高能物理里面加速的原理，它把粒子加速到十幾億甚至上百億攝氏度，它的原理很簡單，我用更高的溫度加到等離體里面，溫度就上來了”，劉敏勝談道。    

    “氘氚”“氫硼”等多路線并行，中國“核聚變第一陣營”已經(jīng)形成了國家隊與企業(yè)雙軌并進的格局，共同推動“人造太陽”實現(xiàn)“中國制造”。

    超級工廠+超級設備，產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力“人造太陽”

    在可控核聚變多路線的共同驗證、共同探索過程中，我國可控核聚變領域涌現(xiàn)了一批“超級工廠”與“超級裝備”。

    以新奧“玄龍50U”為例，它是一個可控核聚變的“超級裝備”。2024年1月份，該裝置實現(xiàn)首次等離子體放電；2025年4月份，在國際上首次實現(xiàn)氫硼聚變等離子體100萬安培放電；2025年5月份，成為全球首個秒級1.2T以上磁場條件的球形環(huán)裝置（國際上此前在運行的中大型球形環(huán)目前中心磁場均未超過1T），為氫硼聚變所需的高溫高密度條件筑牢硬件根基。特別值得一提的是，“玄龍-50U”的微波加熱系統(tǒng)、真空室、磁體、診斷設備、探測器等關鍵組件已實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。    

    除了設備迭代，加強人才交流與生態(tài)合作也是推進技術升級的有力措施。作為“國際科技合作基地”“海外高層次人才創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)基地”，新奧不斷吸納創(chuàng)新英才，建成國際化、多元化、梯隊化的聚變研發(fā)團隊；同時，聚合四大洲11個國家70余家頂尖科研機構(gòu)開展涵蓋前沿物理理論探索、程序開發(fā)、聯(lián)合實驗、關鍵部件設計開發(fā)等領域深度合作。

    對于聚變能源的技術探索，自上世紀五六十年代就已興起，但“終極能源究竟何時才能造福人類”至今是人們關注的話題。相信隨著中國核聚變產(chǎn)業(yè)鏈的日趨完善，將加速產(chǎn)業(yè)間生態(tài)合作、吸納更多科技人才?？煽睾司圩兓?qū)⑷缯羝麢C誕生一般，推動中國速度引領新一輪技術革命。

    （CIS）