聚變能研發進入新階段 “人造太陽” 加速商業化

據估算，太陽每秒鐘釋放的能量，可供全人類使用約70萬年。模擬太陽來產生無盡的清潔能源，也因此成為人類的“終極能源夢想”。

實現“人造太陽”之夢為什么難？當前全球以及我國的研發“進度條”走到了哪一步？在10月中旬于四川成都舉行的世界聚變能源集團第2次部長級會議暨國際原子能機構第30屆聚變能大會上，記者采訪到了最新消息。

人類構想的最復雜能源系統之一

自然界中，核聚變并不是“陌生”的現象。太陽猶如一個巨大的熱核聚變反應裝置，每時每刻都在進行著聚變反應——氫原子核持續碰撞聚變為氦核并釋放出巨大能量，向地球輸送能源。

然而，地球并沒有太陽那樣能夠維持核聚變的高溫高壓環境。造“太陽”的首要難題是創造出聚變所需的嚴苛環境。理論上，氘氚等離子體需加熱至超1億攝氏度，約為太陽核心溫度的6至7倍，才能克服原子核間的庫倫排斥力，使其發生持續聚變。

與會專家認為，可控核聚變將等離子體物理、核工程、材料科學等領域的難題集于一身，是迄今人類構想的最復雜能源系統之一。

未來，一旦人類成功點燃可控聚變的“火炬”，其影響將遠超技術突破本身，帶來全局性、系統性的深刻變革。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化石燃料的依賴；同時還將帶動超導材料、人工智能控制等前沿領域集群發展。

全球聚變能研發已進入新階段

記者從本次大會上了解到，全球聚變能研發目前已進入多路徑并行、快速迭代的新階段。

主流技術路線可分為磁約束和慣性約束兩大類，其中磁約束通過強磁場將高溫等離子體穩定約束在真空容器內，實現長時間持續反應，托卡馬克和仿星器是其主要裝置類型；慣性約束則利用高能激光或粒子束在極短時間內壓縮并加熱燃料靶丸，使其達到聚變條件。

國際熱核聚變實驗堆（ITER）是目前全球規模最大的聚變科研工程，承載著人類和平利用聚變能的美好愿望，由多國合作建設，項目2020年啟動組裝，成功后將證明磁約束聚變科學與工程技術的可行性，為2040至2050年示范電站奠定基礎。

與會專家表示，當前，世界上幾個大型托卡馬克實驗裝置已可短暫實現聚變反應所需的嚴苛條件，但如何進一步提高聚變功率增益、改善等離子體的約束性能和穩定性，維持長時間燃燒并獲得凈能量輸出，仍面臨巨大科學和工程考驗。

中核集團科技帶頭人黃梅介紹，中核集團目前正在按照“實驗堆—示范堆—商業堆”開展聚變堆的研發。預計在2027年左右開展燃燒等離子體實驗，在相關技術成熟之后開始先導堆的建設，在這一階段演示聚變能輸出之后，再開始商業堆建設。

中國面向未來積極推進國際合作

本次大會上，國際原子能機構聚變能研究與培訓協作中心落地成都，標志著中國在聚變能源領域的國際地位與影響力實現顯著躍升。

中國是世界上少數幾個有完整核工業體系的國家之一，在可控核聚變領域已形成以國家重大科技基礎設施為引領、產學研協同的創新體系——

2025年，“中國環流三號”首次實現原子核和電子溫度均突破1億攝氏度，標志著中國可控核聚變技術取得重大進展；

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）在安徽合肥創造新世界紀錄，首次完成1億攝氏度1000秒“高質量燃燒”；

緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）主機首個關鍵部件——杜瓦底座成功落位安裝，標志著項目主體工程建設步入新階段；

“中國將與國際原子能機構、國際熱核聚變實驗堆組織及各國一道，不斷推進全球能源創新可持續發展，促進人與自然和諧共生，為共建清潔、美麗、可持續的世界貢獻中國智慧、中國方案，讓聚變能更好造福人類。”國家原子能機構主任單忠德說。

（新華社北京10月18日電）