双亿突破！中核集团的人造太阳，聚变三乘积大幅提升！

摘要：2025 年 3 月 28 日，中核集团核工业西南物理研究院宣布，新一代 “人造太阳” 装置中国环流三号（HL-2M）首次实现了原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 “双亿度” 突破，综合参数聚变三乘积大幅跃升。这一里程碑式的成果，标志着中国在

2025 年 3 月 28 日，中核集团核工业西南物理研究院宣布，新一代 “人造太阳” 装置中国环流三号（HL-2M）首次实现了原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 “双亿度” 突破，综合参数聚变三乘积大幅跃升。这一里程碑式的成果，标志着中国在可控核聚变领域的研究正式挺进 “燃烧实验” 阶段，为未来商业化应用奠定了坚实基础。

可控核聚变的核心目标，是在地球上模拟太阳的能量产生机制 —— 通过高温高压使轻原子核（如氘、氚）发生聚变反应，释放巨大能量。而实现这一目标的关键，在于将等离子体的温度、密度和约束时间提升至足以引发自持燃烧的水平。

中国环流三号此次突破的 “双亿度”，并非简单的温度数值叠加。原子核温度代表燃料离子的能量状态，而电子温度则决定了等离子体整体的热力学平衡。两者的同步提升，意味着装置能够在更接近实际聚变堆的工况下运行。实验数据显示，装置的综合参数（如等离子体电流、能量约束时间）较此前提升数倍，多项技术指标达到国际前列。

技术突破的背后，是一系列自主创新的支撑：自主研发的高功率中性束注入系统单条束线功率达 7 兆瓦，结合 2.5 兆瓦的微波回旋管加热技术，实现了等离子体芯部能量的精准调控；国际首套三光栅精密光谱仪与紧凑型汤姆逊散射多色仪的协同应用，将温度测量精度提升至国际同行的 2 倍，解决了超高温等离子体诊断的世界级难题；通过创新的芯部能量约束调控方法，成功抑制了磁流体不稳定性，实现了原子核温度超亿度的可重复放电。

此次实验的最大意义，在于中国首次进入 “燃烧实验” 阶段。所谓燃烧实验，是指等离子体在无需外部加热的情况下，依靠自身聚变反应释放的能量维持高温状态。这一阶段是验证可控核聚变可行性的核心环节，也是从实验室走向工程化的必经之路。

历史数据显示，全球可控核聚变研究经历了多个关键节点：1954 年苏联建成首个托卡马克装置；2006 年国际热核聚变实验堆（ITER）项目启动，计划 2035 年实现 Q≥10（输出能量为输入能量的 10 倍）；2022 年美国 NIF 通过惯性约束实现 Q=1.5，但因能量损耗问题未达实用标准；2023 年中国 EAST 装置实现 403 秒高约束模式运行，创下长脉冲纪录。

中国环流三号的 “双亿度” 突破，不仅标志着磁约束聚变研究进入新阶段，更在多个领域实现了 “弯道超车”：2024 年首次发现并实现的先进磁场位形，使等离子体稳定性提升 30%；自主研发的数字孪生系统首次投入实验，为未来聚变堆的实时控制提供了 “虚拟预演” 平台；中国主导制定的多项聚变诊断技术标准，已被国际原子能机构（IAEA）采纳。

尽管此次突破令人振奋，但可控核聚变的商业化仍需跨越多重技术门槛。根据中国核聚变发展路线图，未来将分 “实验堆 — 示范堆 — 商用堆” 三步走，预计 2050 年前后建成聚变商用电站。

当前，全球已有 40 余家聚变能源公司加速布局，中国企业如新奥能源、能量奇点等也在积极探索商业化路径。然而，专家强调，聚变能开发需遵循科学规律：材料挑战方面，等离子体与第一壁材料的相互作用仍是未解难题，需耐受 10 兆瓦 / 平方米的粒子轰击；氚循环方面，氚作为聚变燃料，需通过锂增殖包层实现自持生产，这一技术尚未完全成熟；经济可行性方面，目前实验装置的单次运行成本高达数百万美元，需通过规模化设计降低成本。