再不發(fā)力，就要輸給中國(guó)啦！美國(guó)報(bào)告急呼：強(qiáng)化核聚變產(chǎn)業(yè)鏈競(jìng)爭(zhēng)

再不抓緊建設(shè)，就要被中國(guó)超越啦——這就是美國(guó)核聚變能源規(guī)模化委員會(huì)在近期發(fā)布的報(bào)告中給出的吶喊。這場(chǎng)關(guān)乎國(guó)家科技實(shí)力的競(jìng)賽，賽道上的主要選手——中國(guó)與美國(guó)，正沿著不同的技術(shù)路徑，以各自的國(guó)之重器，向這一夢(mèng)想發(fā)起沖擊。

中美核聚變的技術(shù)主力方向，存在著差異

要理解中美兩國(guó)的技術(shù)戰(zhàn)略，首先需要了解實(shí)現(xiàn)受控核聚變的兩大主流技術(shù)路線(xiàn)：磁約束核聚變和慣性約束核聚變。通俗地說(shuō)，磁約束就像用一個(gè)無(wú)形的"磁力籠子"將極高溫的等離子體"火球"懸浮起來(lái)，不讓它接觸任何容器壁，并持續(xù)加熱使其維持聚變反應(yīng)。

而慣性約束則像是用超高能的"激光刀"在極短時(shí)間內(nèi)將一顆微小的燃料"膠囊"瞬間切割并壓縮到極致，利用自身慣性完成一次微型核爆炸。這兩條技術(shù)路線(xiàn)，一條追求"持久穩(wěn)定"，一條追求"瞬間爆發(fā)"。

當(dāng)前，中美兩國(guó)都是在多條技術(shù)路徑上行走，但各有側(cè)重。先看美國(guó)，在核聚變領(lǐng)域布局全面，但最引人注目的成就來(lái)自于慣性約束路線(xiàn)的“國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）”。

美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF）位于勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，擁有192路全球最強(qiáng)大的激光束，這些激光被精確聚焦到毫米大小的、裝有氘氚燃料的靶丸上。在十億分之一秒的瞬間，靶丸承受的壓力和溫度超過(guò)了太陽(yáng)核心。

2022年12月，NIF實(shí)現(xiàn)了歷史性突破，在人類(lèi)歷史上首次實(shí)現(xiàn)了"科學(xué)能量增益"（Q>1），即聚變產(chǎn)生的能量大于激光打在靶丸上的能量，也就是輸出的能量超過(guò)了輸入。

此后他們不斷刷新紀(jì)錄，在2025年將這一增益提升到了4以上。這一成就的象征意義巨大，它首次在實(shí)驗(yàn)室里向全人類(lèi)證明了慣性約束聚變的科學(xué)可行性。

然而，NIF的成功有著特定背景與局限

它最初的重要使命是服務(wù)于美國(guó)的核武器庫(kù)存管理計(jì)劃，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室模擬核武器內(nèi)部條件來(lái)確保核武庫(kù)的安全可靠，能源應(yīng)用是衍生目標(biāo)。也正因如此，NIF的"能量增益"是一個(gè)精確定義的科學(xué)概念。

它指的是聚變能量與靶丸吸收激光能量的比值，是一種相對(duì)狹隘的指標(biāo)。如果計(jì)入驅(qū)動(dòng)整個(gè)巨型激光系統(tǒng)所消耗的龐大電能，那美國(guó)NIF的總能量效率仍然遠(yuǎn)低于1，依舊是“能源輸出，低于輸入”。

此外，NIF每天只能進(jìn)行少數(shù)幾次實(shí)驗(yàn)，距離發(fā)電所需的每秒數(shù)次脈沖相差甚遠(yuǎn)。它像一位能在瞬間爆發(fā)出驚天力量的短跑冠軍，但要成為能夠持續(xù)供電的"馬拉松選手"，還需要在效率、材料和重復(fù)頻率上取得革命性突破。

相較于NIF的"瞬間藝術(shù)"，中國(guó)的戰(zhàn)略重心則堅(jiān)定地放在了磁約束路線(xiàn)上，核心平臺(tái)是全超導(dǎo)托卡馬克東方超環(huán)（EAST）——位于安徽合肥"科學(xué)島"上的EAST，其名字本身就寓意著"人造太陽(yáng)"。

它的核心是一個(gè)甜甜圈形狀的真空室，利用強(qiáng)大的磁場(chǎng)將上億攝氏度的等離子體約束在其中。EAST的主攻方向并非追求單次脈沖的能量增益，而是挑戰(zhàn)極限的穩(wěn)態(tài)高約束運(yùn)行——主要目的就是驗(yàn)證發(fā)電。

它就像在試圖馴服一團(tuán)狂暴的、溫度遠(yuǎn)超太陽(yáng)的等離子體，讓它能夠長(zhǎng)時(shí)間"溫和"且穩(wěn)定地燃燒。2025年，中國(guó)核聚變領(lǐng)域捷報(bào)頻傳，取得了一系列令人矚目的突破。

1月份，我國(guó)全超導(dǎo)托卡馬克裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)了1億攝氏度1066秒的穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行。這一成績(jī)不僅打破了EAST自己保持的世界紀(jì)錄，更比之前的記錄延長(zhǎng)了近7分鐘。

EAST團(tuán)隊(duì)將其比作燒開(kāi)水："傳統(tǒng)裝置只能點(diǎn)一下火就熄滅，而EAST要做到讓火焰穩(wěn)定燃燒"。實(shí)現(xiàn)這一突破絕非易事，EAST團(tuán)隊(duì)解決了等離子體芯部與邊界的物理集成、等離子體與壁相互作用、高功率加熱系統(tǒng)注入耦合等系列前沿物理和工程技術(shù)問(wèn)題。

我國(guó)EAST的成功，源于獨(dú)特的技術(shù)路線(xiàn)

它是全球首個(gè)全超導(dǎo)托卡馬克裝置，獨(dú)特的全超導(dǎo)設(shè)計(jì)——16個(gè)縱場(chǎng)線(xiàn)圈產(chǎn)生3.5特斯拉強(qiáng)磁場(chǎng)，如同給"磁籠"裝上"超導(dǎo)骨架"，無(wú)需反復(fù)冷卻，能耗降低90%。

在加熱技術(shù)上，EAST創(chuàng)新性地引入射頻波加熱（包括離子回旋、電子回旋等），像"微波爐加熱食物"般將等離子體從室溫"煮"到1億度。更關(guān)鍵的是非感應(yīng)電流驅(qū)動(dòng)技術(shù)：通過(guò)射頻波與等離子體粒子的"不對(duì)稱(chēng)碰撞"，讓等離子體自身產(chǎn)生電流，實(shí)現(xiàn)"自維持燃燒"。

緊隨EAST的成功是在今年3月份，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院的新一代人造太陽(yáng)"中國(guó)環(huán)流三號(hào)（HL-3）"再傳捷報(bào)，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的"雙億度"運(yùn)行，綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e實(shí)現(xiàn)大幅躍升，標(biāo)志著中國(guó)聚變研究挺進(jìn)燃燒實(shí)驗(yàn)階段。

這一突破的背后是一系列自主創(chuàng)新的核心技術(shù)：自主研制的高功率微波回旋管成功投入運(yùn)行，最高注入功率達(dá)2.5兆瓦；建成并投運(yùn)2套具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高功率中性束注入加熱系統(tǒng)，單條束線(xiàn)最大功率達(dá)7兆瓦。

這些成就表明中國(guó)不僅在實(shí)驗(yàn)成果上，更在核心裝備技術(shù)上達(dá)到了國(guó)際領(lǐng)先水平。中國(guó)核聚變發(fā)展的另一重要里程碑發(fā)生在2025年7月22日——中國(guó)聚變能源有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)"中國(guó)聚變公司"）在滬正式掛牌成立。

這家公司被稱(chēng)為可控核聚變"國(guó)家隊(duì)"，是中核集團(tuán)直屬二級(jí)單位，作為推進(jìn)我國(guó)聚變工程化、商業(yè)化的創(chuàng)新主體。中國(guó)聚變公司將重點(diǎn)布局總體設(shè)計(jì)、技術(shù)驗(yàn)證、數(shù)字化研發(fā)等業(yè)務(wù)，并建設(shè)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)和資本運(yùn)作平臺(tái)。

成立當(dāng)天，中國(guó)聚變公司與中核集團(tuán)、中國(guó)核電、中國(guó)石油集團(tuán)昆侖資本有限公司等七方簽署增資擴(kuò)股協(xié)議，投資約115億元。

本次交易完成后，中國(guó)聚變公司注冊(cè)資本達(dá)到150億元，一躍成為國(guó)內(nèi)注冊(cè)資本最高的商業(yè)聚變公司。這一舉措展現(xiàn)了國(guó)家對(duì)核聚變能源商業(yè)化的高度重視，標(biāo)志著中國(guó)核聚變研發(fā)從科學(xué)實(shí)驗(yàn)向工程化、商業(yè)化邁出了堅(jiān)實(shí)一步。

中國(guó)核聚變領(lǐng)域的成就，不僅限于國(guó)家隊(duì)

2025年4月，新奧"玄龍-50U"實(shí)驗(yàn)裝置成為全球首個(gè)實(shí)現(xiàn)百萬(wàn)安培氫硼等離子體放電的裝置；5月又創(chuàng)下秒級(jí)1.2T以上磁場(chǎng)條件的國(guó)際新紀(jì)錄，展示了中國(guó)在非托卡馬克路線(xiàn)上的創(chuàng)新實(shí)力。

與此同時(shí)，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)也在積極布局：合肥合鍛智能制造股份有限公司參與了緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置（BEST）的核心部件真空室研制；江蘇永鼎股份旗下東部超導(dǎo)科技發(fā)布了適配核聚變場(chǎng)景的千米級(jí)REBCO超導(dǎo)帶材HF1200型號(hào)產(chǎn)品……

這些進(jìn)展表明，中國(guó)核聚變產(chǎn)業(yè)鏈已初步成型，形成"上游-原材料，中游-設(shè)備與工程建設(shè)，下游-核電站運(yùn)營(yíng)"的完整結(jié)構(gòu)。

面對(duì)中國(guó)的快速進(jìn)步，美國(guó)表現(xiàn)出了強(qiáng)烈的危機(jī)感。2025年10月，美國(guó)核聚變能源規(guī)模化委員會(huì)發(fā)布的報(bào)告——就是本文開(kāi)頭提到的那個(gè)機(jī)構(gòu)，明確將核聚變競(jìng)爭(zhēng)視為"決定國(guó)運(yùn)的關(guān)鍵拐點(diǎn)"，并設(shè)定了在2028年底前開(kāi)工多個(gè)示范電站的激進(jìn)目標(biāo)。

報(bào)告估算，自2023年以來(lái)，中國(guó)已為聚變生態(tài)系統(tǒng)投入了至少65億美元，甚至可能高達(dá)130億美元的資金，幾乎是美國(guó)公共投資的三倍。這些資金正在轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的硬件設(shè)施：

在EAST的旁邊，一座新的聚變重器——BEST（燃燒等離子體實(shí)驗(yàn)超導(dǎo)托卡馬克）正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2027年投入運(yùn)行，目標(biāo)是直接挑戰(zhàn)Q=1.5，即實(shí)現(xiàn)能量?jī)粼鲆娴?燃燒等離子體"。

同一園區(qū)內(nèi)，投資5.7億美元的CRAFT（聚變工程測(cè)試綜合研究設(shè)施）已接近完工。請(qǐng)注意，它并非是實(shí)驗(yàn)裝置，而是一個(gè)專(zhuān)注于研發(fā)未來(lái)聚變電站所需材料和部件的"聚變工廠"。

更宏大的中國(guó)聚變工程實(shí)驗(yàn)堆（CFETR）已在進(jìn)行規(guī)劃，它被視作ITER之后通往商業(yè)示范堆的橋梁。美國(guó)核聚變能源規(guī)模化委員會(huì)在報(bào)告中還尖銳地指出了供應(yīng)鏈問(wèn)題，優(yōu)勢(shì)都在中國(guó)手中：

中國(guó)在鎢、釩、鋰-6、激光二極管關(guān)鍵材料（如鎵、鍺）等諸多聚變關(guān)鍵原材料和元器件上占據(jù)全球主導(dǎo)地位；在高功率開(kāi)關(guān)、高壓電容器等聚變脈沖裝置核心部件領(lǐng)域，我國(guó)也占據(jù)全球主導(dǎo)地位。

2025年以來(lái)，中國(guó)已實(shí)施出口管制。美國(guó)的技術(shù)主流路徑——慣性約束核聚變，所需的激光二極管消耗的鎵、銦、鍺等原料，今后將難以獲得了，直接影響美國(guó)慣性聚變企業(yè)的供應(yīng)鏈安全。

這意味著，即便美國(guó)率先突破了技術(shù)，未來(lái)大規(guī)模建設(shè)聚變電站時(shí)，仍可能面臨被"卡脖子"的風(fēng)險(xiǎn)。

在這場(chǎng)競(jìng)賽中，中國(guó)利用人工智能成為新的加速器

傳統(tǒng)控制方法依賴(lài)復(fù)雜物理模型和第一性原理模擬器，計(jì)算過(guò)程極為耗時(shí)。新型智能控制方法，如基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的算法，可通過(guò)協(xié)調(diào)多參數(shù)組合、優(yōu)化實(shí)驗(yàn)控制方式，顯著提升等離子體約束效率和穩(wěn)定性。

2025年10月，核工業(yè)西南物理研究院與浙江大學(xué)等合作，在"中國(guó)環(huán)流三號(hào)"實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，成功開(kāi)發(fā)具有國(guó)際先進(jìn)水平的等離子體控制方法，相關(guān)成果發(fā)表在《自然》子刊《通訊物理學(xué)》上。

美國(guó)的報(bào)告也提到這一點(diǎn)，并表示：美國(guó)在科學(xué)頂峰插上了旗幟，而中國(guó)正在將通往頂峰的道路拓寬、夯實(shí)。然后慫恿特朗普政府在今后三年時(shí)間內(nèi)投入巨資，爭(zhēng)取在建設(shè)領(lǐng)域獲得成果。否則，就要落后了。

對(duì)于中國(guó)而言，這份報(bào)告既是對(duì)我國(guó)核聚變領(lǐng)域巨大進(jìn)展的“最強(qiáng)背書(shū)”，也是一個(gè)明確的信號(hào)：美國(guó)已驚醒，并試圖以強(qiáng)大的科技、金融和聯(lián)盟體系為武器，發(fā)起一場(chǎng)全面反擊戰(zhàn)。

這份報(bào)告還是美國(guó)在核聚變領(lǐng)域?qū)χ袊?guó)發(fā)出的正式“戰(zhàn)略競(jìng)爭(zhēng)宣言”，在闡明技術(shù)研究不落后于中國(guó)，但在工程建設(shè)上已是全面劣勢(shì)后給出的追趕建議，從而試圖開(kāi)啟中美在核聚變領(lǐng)域的全面競(jìng)爭(zhēng)。