摘要:10月1日,在安徽合肥未来大科学城,紧凑型聚变能实验装置(BEST)项目现场,一个重达400余吨、直径约18米的巨型“瓶塞”——杜瓦底座缓缓吊入深坑,精准落位。
一团耀眼的白光从山脉尽头升起,这不是科幻小说《三体》中的场景,而是中国科学家正努力实现的能源革命。
10月1日,在安徽合肥未来大科学城,紧凑型聚变能实验装置(BEST)项目现场,一个重达400余吨、直径约18米的巨型“瓶塞”——杜瓦底座缓缓吊入深坑,精准落位。
这看似普通的工程节点,却标志着中国在追逐“终极能源”的赛道上迈出了坚实一步。
杜瓦底座的顺利安装,不仅为承载6000余吨的主机设备打下了坚实基础,更意味着中国有望在2030年通过核聚变点亮第一盏灯,让人类离“能源自由”的梦想更近一步。
01 突破:BEST装置关键进展
在BEST装置主机大厅,数条钢缆吊起形如巨大“瓶塞”的杜瓦底座,缓缓放入中央的“深坑”。这个庞然大物的安装精度要求极高——表面水平高差需控制在15毫米以内,落位位置偏差不得超过正负2毫米。
中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副研究员黄雄一表示:“杜瓦底座相当于装置的‘地基’,未来将承载整个主机6000余吨设备的重量。”
杜瓦是BEST的核心部件,就像一个巨型“高真空保温瓶”,为在零下269摄氏度工作的超导磁体提供隔热保护,使其更好“约束”上亿摄氏度高温的等离子体。
项目团队突破高精度成型和焊接、毫米级形变控制、高真空密封等关键技术,才成功研制出这一国内聚变领域迄今最大的真空部件。
02 规划:中国核聚变发展蓝图
BEST装置是燃烧等离子体物理实验装置,采用紧凑高场超导托卡马克技术路线,于2023年1月启动建设,今年5月启动总装,预计2027年建成。
这一装置的建设稳步推进,对于中国持续引领国际聚变能发展具有重大战略意义。
区别于过去的核聚变实验装置,BEST将实际演示氘、氚等离子体“燃烧”,有望实现世界首次聚变能发电。
中国核能发展正按照“热堆—快堆—聚变堆”三步走战略稳步推进,而实现聚变能源应用是这一战略的最终目标。
聚变新能(安徽)有限公司正按照“紧凑型聚变实验装置(BEST)——聚变工程示范堆(CFEDR)——首个商业聚变堆”三步走战略推进。
03 优势:聚变能的巨大潜力
聚变能之所以被誉为“终极能源”,是因为它具有巨大优势。
首先,氘氚聚变所需燃料在地球上的储量极为丰富。氘大量存在于水中,每升水可提取出约0.035克氘,通过聚变反应可释放相当于燃烧300升汽油的能量。
氚可通过中子轰击锂来制备,在地壳、盐湖和海水中,锂大量存在。
其次,氘氚聚变反应不产生有害气体,无高放射性活化物,对环境友好。这与传统化石能源形成鲜明对比,也为解决全球气候变化问题提供了可能。
一旦可控核聚变实现应用,将彻底改变世界能源格局,保障我国未来能源安全。
04 布局:全球核聚变竞争格局
在核聚变领域,中国并非唯一玩家。海外核聚变发电布局同样受到多方重视。
当地时间10月1日,德国政府通过名为“德国迈向核聚变发电站”的行动方案,力图为在德国建造世界上第一座核聚变发电站,到2029年,将向该领域累计投入超20亿欧元。
全球最大“人造太阳”——国际热核聚变实验堆(ITER)的“电磁心脏”组件已全部制造完成,标志着这一横跨七大经济体的超级工程迈入关键阶段。
根据ITER组织公布的计划和当前进展,其投入使用需分阶段实现:2030年进行首次等离子体实验;2030-2035年逐步实现“持续燃烧等离子体”运行;2040-2050年,通过示范验证后,启动商业化电站设计与建设。
05 成果:中国聚变技术多项突破
今年以来,中国核聚变产业化进程已呈现出重大科研突破和核心工程推进的“双轮驱动” 式前行。
2025年1月20日晚,安徽合肥,中国全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)成功实现1亿摄氏度1066秒高约束模等离子体运行,比2023年世界纪录多了600多秒。
此次新纪录由中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的科研团队创造。EAST物理实验总负责人龚先祖表示:“此前,世界上没有任何一个装置能够实现这一目标,这标志着我们向梦想又迈进了一大步。”
2025年3月28日,中核集团新一代托卡马克装置“中国环流三号”实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行,综合参数大幅跃升,标志着中国可控核聚变向工程化应用迈出重要一步。
此外,民营企业的核聚变探索也有所突破。新奥“玄龙-50U”球形环氢硼聚变装置实验实现百万安培氢硼等离子体放电,标志着该装置跻身国际球形环先进行列。
06 产业:聚变产业链初步形成
随着资本持续涌入和技术不断进步,业内对于核聚变商业化的时间点逐渐清晰。中国工程院院士李建刚认为:“最迟到2030年,一定能让第一盏‘核聚变灯’在中国点亮。”
目前,中国主要的可控核聚变装置累计达到15个,分布在全国多个省市。一个由国家战略资本、地方产业资本和民营创新资本共同驱动的结构正在形成。
以BEST项目为例,主导建设方之一的聚变新能(安徽)有限公司成立于2023年5月,初始注册资本50亿元,并在2024年6月增至145亿元,股东涵盖安徽省与合肥市国有平台、中央企业、中国科学院及社会资本。
我国聚变产供链体系初步成立,由中核集团和中科院为代表的两大聚变能研究机构分别牵头成立产业联盟。
BEST装置的供应链由16家A股上市公司构成。其中,上海电气供应了项目的TF线圈盒,西部超导为BEST项目批量供应超导线材,百利电气参与了BEST项目的杜瓦结构研发与制造,安泰科技子公司则为BEST项目研制了钨铜复合片。
根据行业分析,从产业链环节看,资金投入高度分化。磁体系统(占总投资额42.34%)占比最高,是核聚变装置资金投入核心。
杜瓦底座的精准落位,犹如一场能源革命的奠基礼。随着主机核心部件将陆续进场安装,BEST装置建设已按下“加速键”。
中国科学家们一步步将科幻场景变为现实。从EAST的千秒亿度纪录,到中国环流三号的“双亿度”突破,再到BEST的稳步推进——这些看似独立的科研成果,正汇聚成中国迈向能源自由的坚实台阶。
核聚变不再是我们子孙辈的梦想,而是可预见的未来。
来源:酒香中感受岁月的醇