摘要：在合肥三十岗乡的聚变能源核心园区，以“人造太阳”为技术核心的EAST、CRAFT、BEST三大装置，正沿着“科学探索—技术测试—发电演示”的路径完成“三级跳”。这片聚集了全国近60%聚变领域科研力量的阵地，2023-2025年间落地超50亿元专项研发资金，成为
引言
在合肥三十岗乡的聚变能源核心园区，以“人造太阳”为技术核心的EAST、CRAFT、BEST三大装置，正沿着“科学探索—技术测试—发电演示”的路径完成“三级跳”。这片聚集了全国近60%聚变领域科研力量的阵地，2023-2025年间落地超50亿元专项研发资金，成为全球聚变研究进度最明确、成果最密集的核心区域之一。人工智能作为关键的赋能技术，已深度融入从等离子体精准控制到部件智能运维的全链条，为每一步突破提供了核心驱动力。从EAST实现1亿摄氏度下1066秒的千秒级约束，到CRAFT攻克关键部件极端环境考核难题，再到BEST瞄准能量净增益与发电演示，合肥的“人造太阳”正以清晰的进阶轨迹，拉近人类与清洁聚变能源的距离，让曾经的理论构想逐渐落地为可触摸的技术实践。
一、科学先行者：EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）——“人造太阳”的“大脑”
（一）核心定位
作为中国首台“人造太阳”原型装置，EAST的使命并非发电，而是回答“聚变能否被稳定控制”这一终极科学问题，为后续装置划定安全的物理运行区间。它就像“人造太阳”的“大脑”，专注于聚变反应的基础物理研究，通过探索等离子体运行规律，为CRAFT的技术测试、BEST的发电演示提供最核心的物理参数与边界依据。
（二）关键任务
1. 稳态等离子体控制：依托AI驱动的多参数协同优化算法，EAST能精准调节等离子体电流至2.5MA，成功抑制边界局域模（ELM）的扰动。2025年初创下的1亿摄氏度、1066秒运行纪录，不仅远超国际热核聚变实验堆（ITER）设计标准，更直接验证了“人造太阳”核心——高温等离子体长时间稳定约束的可行性，为后续装置的运行窗口划定了关键范围。
2. 物理模型验证：通过数万次实验迭代，EAST系统探索等离子体与装置壁材料的相互作用规律。积累的海量数据经AI智能分析后，形成涵盖“温度-密度-磁场”三维耦合的标准化物理模型，明确了不同工况下等离子体的稳定性阈值，比如在12T磁场强度下，等离子体密度安全区间需控制在0.8-1.2×10²⁰ m⁻³，这些数据成为BEST设计氘氚燃烧环境的直接参考。
3. 超导技术奠基：EAST采用西部超导自主研发的Nb₃Sn超导线材，搭建起全超导磁体系统。在AI实时监控系统的动态预警下，磁体可在4.2K低温、12T强磁场环境中连续稳定运行超3000小时，不仅验证了超导技术在“人造太阳”中的核心应用价值，更推动国内超导材料产业实现从“跟跑”到“领跑”的跨越，线材临界电流密度较国际同类产品提升15%。
（三）当前状态
自2006年首次放电以来，EAST已进入成熟运行与AI迭代优化阶段。截至2025年9月，其等离子体控制精度达±0.5%，运行时长、温度指标仍在持续刷新，积累的10万+组物理数据已形成“人造太阳”核心数据库，成为CRAFT制定部件测试标准、BEST开展工程化设计的“技术字典”，彻底扛起了“人造太阳”科学奠基的重任。
二、技术基石：CRAFT（聚变堆主机关键系统综合研究设施）——“人造太阳”的“四肢”
（一）核心定位
如果说EAST是“人造太阳”的“大脑”，CRAFT就是负责锻造合格“器官”与“肢体”的“严格考官”与“安全阀”。它定位为“聚变堆关键系统技术测试平台”，不涉及等离子体燃烧与电能输出，核心使命是为“人造太阳”系列后续装置——ITER、CFEDR（聚变工程示范堆）、BEST，提供1:1比例的部件级极端环境考核，本质是解决“人造太阳”关键设备“能不能造、造出来是否万无一失”的工程化核心问题。
（二）关键任务
1. 超导磁体与馈线全尺寸测试：CRAFT搭建了AI辅助的实时性能监测系统，专门针对“人造太阳”的“磁场骨架”——超导磁体展开测试。此前已完成ITER极向场线圈（PF5）、CFETR中心螺线管的样机考核，能精准捕捉极端磁场下超导材料的电流承载能力变化，比如在12T磁场、4.2K低温环境中，磁体持续运行1000小时的电流衰减率控制在0.5%以内，确保“人造太阳”磁场系统的长期可靠性。
2. 氚工厂与燃料循环：作为“人造太阳”的“燃料供应站”，CRAFT正在建设国内首套百克级氚处理与回收系统。系统集成AI驱动的氚浓度动态预测与泄漏预警模块，能实时监控氚的生成、传输与回收全过程，目标实现氚自持率≥90%——这意味着聚变反应消耗的氚，90%可通过系统回收再生，彻底破解“人造太阳”燃料供应的瓶颈，让聚变反应具备持续“供能”的基础。
3. 等离子体面向材料（PFM）高通量辐照：“人造太阳”运行时，等离子体对装置内壁的冲刷、14MeV高能中子轰击极为剧烈，CRAFT专门构建了模拟这一极端环境的测试体系。它能同步提供14MeV中子轰击（通量达10¹⁴ n/(m²·s)）、高热负荷（20MW/m²）、强等离子体冲刷三重条件，一年内可等效ITER装置5年的材料辐照剂量，目前已完成钨铜合金、碳化硅复合材料等10余种候选材料的测试，筛选出3种可耐受极端环境的壁材料，为“人造太阳”筑牢“防护壳”。
4. 远程维护与机器人：“人造太阳”运行环境存在强辐射、高真空、宽温区（-150℃至200℃），人员无法直接靠近维护，CRAFT研发了适配这一环境的智能维护机器人。机器人搭载AI视觉定位与力控反馈系统，定位精度达±1mm，能完成包层模块10cm精度的远程更换，相当于为“人造太阳”配备了“智能医生”，解决后续装置长期稳定运行的维护难题。
（三）当前状态
CRAFT园区2018年开工，2023年起进入设施陆续交付阶段。其中超导测试大厅已完成ITER极向场线圈（PF5）1.5万安培稳态运行考核，各项性能指标达标；氚工厂主工艺楼2025年6月通过氚密封性能验收，氚泄漏率
三、发电演示者：BEST（紧凑型聚变能实验装置）——“人造太阳”的“躯干”
（一）核心定位
作为合肥“人造太阳”集群中首个以“发电”为目标的装置，BEST就像“人造太阳”的“躯干”，肩负着打通聚变发电“最后一公里”的历史使命。它设计目标为Q≥1（能量净增益）、电功率≥200MWe，核心是跨越从“实验堆→示范堆”的工程化“死亡谷”，集中验证“人造太阳”走向商用的三大核心门槛：氚自持、能量净增益、长期可维护性，为后续“人造太阳”示范堆、商用堆搭建“发电样板间”。
（二）关键任务
1. 氘氚燃烧等离子体控制：依托EAST的物理模型与AI优化的等离子体控制算法，BEST要实现装置参数稳定——等离子体大半径R≈3.2m、小半径a≈1.1m、电流Ip≈10MA、环向磁场Bₜ≈6.5T。它的核心目标是达成Q≥1，即聚变反应产生的能量大于维持反应投入的能量，同时实现单次燃烧时长≥400s、年积分燃烧时间≥5000s，模拟“人造太阳”商用时的真实运行工况，确保聚变反应能持续、稳定地产出能量。
2. 氚增殖包层（TBR）在线演示：BEST采用锂陶瓷+铍倍增剂双模块方案，这是“人造太阳”实现“燃料自给”的关键部件。系统集成AI驱动的氚浓度实时监测与增殖效率优化模块，能根据等离子体运行状态动态调整包层温度、中子通量分布，目标氚增殖比≥1.05——这意味着每消耗1个氚核，能通过锂与中子反应再生1.05个氚核，彻底摆脱对外部氚源的依赖，为聚变堆长期运行提供燃料保障。
3. 聚变-电转换回路构建：为了让“人造太阳”的能量真正“用起来”，BEST建设了200MWe级水-蒸汽-再热朗肯循环系统。系统结合AI动态能效调节算法，能根据聚变产热波动实时调整蒸汽参数，发电效率目标≥30%，计划首次向安徽电网稳定送电≥10MWh——这一过程将完成从“聚变产热”到“电能输出”的完整闭环，实现“人造太阳”从“能产生能量”到“能输送电力”的关键跨越。
4. 部件级实时维护验证：BEST直接对接CRAFT研发的智能维护机器人群组，通过AI协同调度系统，构建“感知-决策-执行”的全自动维护流程，目标在10分钟内完成包层模块的远程更换。同时验证装置年可运行因子≥30%，相当于每年有超过100天能稳定运行，这一指标直接关系到“人造太阳”商业化的经济性，为后续示范堆运维提供核心参考。
（三）当前状态
BEST的工程推进按计划稳步落地：2024年10月完成主机厂房封顶，2025年9月借助AI辅助的吊装精度控制系统（定位误差±2mm），精准完成杜瓦与真空室首环吊装，正式进入总装高峰；超导磁体所用的铌三锡内绕CICC导体已全部到厂，导体临界电流密度达48kA/cm²（4.2K,12T），中心螺线管计划2026年3月在AI监测下完成预压装；氚增殖包层的国产锂陶瓷球床生产线，通过6MPa高压浸渍测试，氚释放率≤1×10⁻⁶ Pa·m³/s，完全符合设计要求。按节点规划，2026年12月将实现首次等离子体（氢放电），2027年12月完成氘氚（D-T）点火并验证Q≥1，2028-2030年完成≥200MWe发电演示，为“人造太阳”的下一步进阶提供完整技术方案。
四、三大装置的协同逻辑：合肥“人造太阳”的完整创新闭环
纵观全局，合肥聚变集群构成了一个环环相扣、自我验证的完整创新闭环：EAST是“大脑”，负责探索聚变理论边界、输出物理模型，为整个体系划定科学可行的运行范围；CRAFT是“四肢”，承担关键部件的极端环境考核，像“装备工厂”一样锻造合格的“器官”与“肢体”；BEST则是整合一切的“躯干”，要证明这个由“大脑”指挥、“四肢”支撑的“生命体”，既能自主运转，又能稳定输出“能量价值”。这种协同模式避免了技术断层——EAST的科学成果直接指导CRAFT的测试标准制定，CRAFT的合格部件无缝对接BEST的工程建设，BEST的运行数据又反哺EAST的物理模型优化，让中国聚变能研究每一步都踩在坚实的科学与工程基础之上。
结束语
从EAST破解“等离子体能否稳定”的科学难题，到CRAFT筑牢“部件能否耐用”的工程根基，再到BEST冲刺“能量能否发电”的应用目标，合肥三十岗乡的“人造太阳”集群，正以“三级跳”的节奏，走完聚变能从实验室到应用端的关键旅程。这片土地上的科研力量，用千秒级约束的突破、极端环境的考核、净电输出的尝试，一点点将“人造太阳”从理论构想变为现实图景。当BEST在2027年点亮第一度聚变电能，合肥三十岗乡这片“人造太阳”高地便完成从“物理验证”到“电力输出”的闭环，中国聚变也由此跨出实验室，走向电网、走向工业、走向碳中和时代的能源主战场。
来源：聪颖星辰牛叔一点号
