摘要：当人类还在为化石燃料枯竭、碳中和目标焦虑时，核聚变领域突然传来一声惊雷。2025年8月，美国联邦聚变系统公司（CFS）宣布成功测试了一款关键磁体——这个看似不起眼的组件，却让“用核聚变发电”从科幻小说的想象，向2030年代初的商业落地又迈了一大步。一时间，X平
当人类还在为化石燃料枯竭、碳中和目标焦虑时，核聚变领域突然传来一声惊雷。2025年8月，美国联邦聚变系统公司（CFS）宣布成功测试了一款关键磁体——这个看似不起眼的组件，却让“用核聚变发电”从科幻小说的想象，向2030年代初的商业落地又迈了一大步。一时间，X平台上的科技爱好者炸开了锅：有人欢呼“清洁能源的终极答案来了”，也有人冷静质疑“时间表会不会太乐观”。这场关于“人造太阳”的竞赛，早已不是某家公司的单打独斗，而是全球科技强国的实力比拼，中国在这条赛道上的身影，同样亮眼。
要理解CFS这次突破的意义，得先搞懂核聚变的“核心难题”。核聚变的原理其实很简单：像太阳一样，把氢的同位素氘和氚加热到上亿摄氏度，让它们变成“等离子体”状态，再用强大的磁场把这些高温等离子体“困住”，让它们碰撞融合，释放出巨大能量。这个过程没有碳排放，燃料氘可以从海水中提取（每升海水含有的氘，聚变后相当于300升汽油的能量），氚则能通过锂再生，堪称“取之不尽、用之不竭”的清洁能量。
但难点就在于“困住”等离子体。上亿摄氏度的等离子体比太阳核心温度还高，任何实体容器都无法直接承载，只能靠“磁约束”技术——用超强磁场构建一个“无形的瓶子”，把等离子体牢牢锁在中间，不让它碰到容器壁。而磁约束的关键，就是磁体的性能。传统的核聚变装置用的是常规导体磁体，不仅体积庞大，还需要消耗巨量电能来维持磁场，导致“输入能量比输出能量还多”，根本不具备商业价值。
CFS的破局点，就选在了“高温超导体”上。和常规导体不同，高温超导体在特定低温条件下电阻为零，能以极低的能耗产生超强磁场。这次CFS测试的磁体，就是用钇钡铜氧（YBCO）高温超导带材制成，产生的磁场强度达到20特斯拉——相当于地球磁场的40万倍，比国际热核聚变实验堆（ITER）使用的常规磁体磁场强度高了近一倍。更强的磁场意味着“磁瓶”更紧致，能在更小的空间里约束住高温等离子体，这也是CFS敢做“紧凑型核聚变反应堆”的底气。
要知道，目前全球最大的核聚变项目ITER，反应堆直径超过30米，建设周期长达十几年，总投资超200亿欧元，堪称“巨无霸工程”。而CFS的目标是造一座“桌面级”的反应堆——体积只有ITER的几十分之一，建设周期缩短到5-8年。这种“小型化”的思路，正是商业核聚变的关键：只有反应堆足够小、成本足够低，才能快速复制、批量建设，像现在的火电站、光伏电站一样走进现实。CFS的CEO罗伯特·穆克在测试成功后直言：“高温超导磁体让我们跳过了传统反应堆的‘体积陷阱’，2030年代初建成商用发电厂，不是空想。”
不过，核聚变的“商业化之路”从来不是一片坦途。CFS面临的第一个挑战就是“能量增益”——目前人类实现的核聚变反应，输出能量还没能稳定超过输入能量。2022年美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的惯性约束核聚变实验，虽然实现了“能量净增益”，但那只是一瞬间的突破，持续时间不足1秒，离稳定发电还差得远。CFS的磁约束路线虽然更适合持续发电，但要让反应堆稳定运行数小时、数天，还需要解决等离子体不稳定、中子辐射损伤容器壁等一系列技术难题。
成本也是绕不开的坎。高温超导带材目前的价格依然昂贵，每千米的成本高达数万美元，一座反应堆需要上千米的超导带材，光是磁体的成本就不是小数目。而且核聚变发电的整套系统——从燃料提取、反应堆运行到能量转化，目前都还没有成熟的产业化方案，每一个环节的研发都需要砸入巨额资金。CFS虽然已经获得了超过20亿美元的融资，投资方包括谷歌、比尔·盖茨的突破能源基金，但和核聚变的“烧钱程度”比起来，这些资金可能只是“杯水车薪”。
即便如此，全球对核聚变的热情依然有增无减——因为它承载着人类应对气候变化的终极希望。根据国际能源署的预测，要实现2050年碳中和目标，清洁能源在总能源消费中的占比需要达到80%以上，而目前的光伏、风电受天气影响大，储能技术又存在瓶颈，很难单独支撑起全球的能源需求。核聚变的“稳定、无碳、燃料充足”，恰好能补上这个短板，成为能源体系的“压舱石”。这也是为什么各国都在这条赛道上“加码”，中国的表现尤其值得关注。
中国在核聚变领域的研究，早已从“跟跑”走到了“并跑”甚至“领跑”的阶段。2024年12月，中国的“全超导托卡马克装置”（EAST，俗称“人造太阳”）再次刷新世界纪录——实现了1.2亿摄氏度等离子体运行403秒，这是全球首次实现百秒级的1亿摄氏度以上等离子体稳定约束。EAST用的也是磁约束路线，虽然它是一个实验装置，不是商用反应堆，但它积累的等离子体控制、超导磁体等技术，为中国的商业核聚变研发打下了坚实基础。
更值得一提的是，中国的核聚变研究已经形成了“国家队+民营企业”的双轮驱动格局。除了中科院等离子体所主导的EAST、HL-2M等大科学装置，国内也涌现出了一批专注于商业核聚变的初创公司。比如2023年成立的“能量奇点”公司，同样聚焦高温超导磁约束技术，计划在2030年前建成小型化的核聚变实验堆；还有“星环聚能”，则在探索更灵活的“球形托卡马克”方案，试图进一步降低反应堆的体积和成本。这些公司虽然成立时间不长，但已经获得了数亿元的融资，展现出中国在商业核聚变领域的爆发力。
在国际合作方面，中国也是ITER项目的重要参与方，承担了反应堆中磁体、真空室等关键部件的研发制造任务。通过参与ITER，中国不仅学到了国际先进的核聚变技术，还锻炼了自己的研发团队，为后续的自主创新积累了经验。可以说，中国在核聚变领域的布局，既有“大科学装置”的长期探索，也有“商业公司”的快速突破，两条腿走路的策略，让中国在全球竞赛中占据了有利位置。
回到CFS的突破，它更像是一个“信号”——告诉世界商业核聚变的“窗口期”可能比想象中更近。不过，无论是CFS的2030年代初目标，还是中国公司的“十年计划”，都需要面对一个现实：核聚变的每一步进展，都需要技术、资金、时间的三重积累，不可能一蹴而就。就像X平台上一位网友说的：“我们期待核聚变发电的那天，但也得接受它可能会迟到——毕竟，人类要造一个‘太阳’，本就不是一件容易的事。”
但不可否认的是，这场关于“人造太阳”的竞赛，已经点燃了全球能源革命的火种。当CFS的高温超导磁体产生强磁场，当中国EAST的等离子体突破400秒，当越来越多的资本和人才涌入这个领域，我们离“用核聚变照亮世界”的梦想，正在一点点靠近。或许在未来的某一天，当我们打开电灯、启动汽车时，所用的能量不再来自燃烧的煤炭或天然气，而是来自反应堆里安静“燃烧”的氘和氚——那时候，人类才算真正掌握了“清洁能量的终极密码”。
而现在，无论是美国的CFS，还是中国的“人造太阳”团队，都在为这个终极目标拼尽全力。这场竞赛没有“失败者”，因为每一次技术突破，都是全人类向清洁能源未来迈出的共同一步。
来源：智能学院
