摘要:2025年9月,韩国首尔国立大学传出消息,黄永硕教授团队首次实验证明了等离子体中的多尺度耦合现象。
2025年9月,韩国首尔国立大学传出消息,黄永硕教授团队首次实验证明了等离子体中的多尺度耦合现象。
这项发表在《自然》杂志的研究,像一块投入科学湖面的石子,激起了跨越国界的涟漪。
当国际学术界为韩国团队的发现喝彩时,东方的中国,一群科学家已在可控核聚变的征途上默默行进了数十年。
在中国的合肥、成都,巨大的聚变装置正以前所未有的能量运转,它们不再是实验室里的玩具,而是逼近商业发电门槛的“人造太阳”。
上世纪90年代,中国的聚变研究者们还只能望着国际先进团队的背影追赶。
当时,国内最大的聚变装置体积不过数米,参数性能与国际先进水平相差一两个数量级。
转折发生在2006年,中国自主设计建造的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在合肥建成。
那时的研究人员可能自己也未曾预料,这个装置将在未来一次次刷新世界纪录。
2025年1月,EAST装置实现了1亿摄氏度条件下,稳态长脉冲高约束模等离子体运行1066秒,创造了托卡马克装置的新纪录。
等离子体控制,被研究人员形象地比喻为“尝试用橡皮筋捆住一锅沸腾的粥”。
而中国科学家,不仅把这锅粥捆住了,还让它持续沸腾了将近18分钟。
与此同时,成都的西物院里,另一座“人造太阳”也在闪耀。
中核集团核工业西南物理研究院研制的中国环流三号在2025年5月实现等离子体电流150万安培、等离子体温度1.17亿摄氏度的突破。
这个电流强度相当于三峡电站总输出电流的1.5倍,电子温度较2023年提升60%,达到了国际热核聚变实验堆(ITER)装置设计标准的1.3倍。
中国聚变研究,已从昔日的学生,成长为今日能与世界顶尖团队并驾齐驱的力量。
聚变研究的突破,从来不是单一技术的胜利,而是一个国家工业体系与科研实力的综合体现。
10月13日上午,聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)取得重要进展:偏滤器原型部件顺利通过专家组测试与验收。
测试结果显示,该部件稳态热负荷能力达到20兆瓦/平方米。
偏滤器这个名字听起来平淡无奇,却是聚变装置中最为关键的部件之一。
它如同聚变堆的“肾脏”,负责排出聚变产物和热量,控制杂质。
在“夸父”偏滤器之前,我国在这方面一直受制于人。
如今,这款我国自主设计的国际尺寸最大、热负荷最高的偏滤器原型部件研制成功,标志着中国偏滤器研发已实现自主可控。
同样在10月,安徽合肥的BEST装置核心部件杜瓦底座以不超过2毫米的偏差完成安装。
2毫米,不到一粒黄豆的宽度,在聚变装置中却是关乎成败的关键数字。
BEST装置采用紧凑高场超导托卡马克技术,计划2027年实现全球首次聚变能发电演示,2030年达成发电目标,较国际热核聚变实验堆(ITER)时间表提前十年以上。
聚变装置涉及超导材料、真空技术、低温制冷、精密制造等数十个高科技领域。
一个偏滤器,需要应对热负荷、粒子轰击、材料腐蚀等极端环境。
一个磁体线圈,需要在零下269度的超低温下产生强度高达地磁场10万倍的强磁场。
中国聚变技术的前进,正是由一个又一个这样的“硬核”突破铺就而成。
核聚变不仅是科学家的梦想,更是一个未来万亿级的产业。
在聚变能源的商业化道路上,中国已经悄然布局了一条完整的产业链。
超导材料,被称为“约束火球的绳子”,是托卡马克装置中最关键的部分之一。
在这一领域,中国企业已经崭露头角。
西部超导成为全球唯二掌握ITER级Nb3Sn超导线材量产技术的企业,为环流三号供应了65%的超导磁体。
联创超导完成了全球首根百米级大电流高温超导集束缆线的研制,其研发成功的经天磁体将成为下一代托卡马克装置“洪荒170”的关键一环。
在托卡马克装置中,磁体成本占比超过50%,全球磁体结构市场规模将从2024年的6亿元增长至2029年的89亿元,年均复合增长率约为71.49%。
除了超导材料,在关键设备领域,国光电气生产的偏滤器耐高温性能突破3000℃,占据国内60%市场份额。
应流股份承接CFETR压力容器订单,单件重量突破300吨;冰轮环境的超低温压缩机实现零下269摄氏度稳定运行。
根据核聚变工业协会规划,2030-2035年全球核聚变装置市场规模可达2.26万亿元。
其中中国在全球核聚变领域的参与度较高,预计将主导建设12台商业堆。
这意味着中国企业在未来全球聚变市场中,将占据相当大的份额。
中国聚变技术的快速发展,背后是政策支持与资本投入的双轮驱动。
2025年9月,我国颁布《中华人民共和国原子能法》(将于2026.01.15起实施),首次将聚变研究写入法律。
国家能源局设立200亿元“聚变产业基金”,上海、安徽等地出台最高5000万元专项补贴,形成“国家立法+资金扶持+地方配套”的政策体系。
据中经社行业洞察产业服务数据平台统计:
我国先后布局重大项目支持可控核聚变技术发展,资本规模持续扩大,年资本支出额有望超百亿元,现有设施总投资额约为1362亿元。
在资本市场,核聚变指数在2025年黄金周结束后连续刷新2009年12月31日以来的历史新高。
截至10月14日收盘,核聚变指数今年年内涨幅达到了63.79%。
不过,多位业内人士表示,可控核聚变仍是耐心资本的游戏,普通投资者要注意市场过热。
从投资角度来看,长期主义资金仍是核聚变投资的中坚力量。
上海国投公司旗下上海科创集团花费十年参股并扶持了可控核聚变重要“独角兽”企业上海超导。
中国核电、浙能电力等企业也纷纷斥资参股中国聚变能源有限公司,分别投资10亿元和7.5亿元。
政策与资本,如同托起“终极能源”梦想的两只大手,正将中国的聚变研究推向商业化的门槛。
随着技术不断突破,中国聚变能源的商业化路径正变得越来越清晰。
9月21日,在浦江创新论坛上,中国科学院院士、上海交通大学李政道研究所所长张杰宣布:
中国正全力推进激光惯性约束聚变技术路线,目标是在2045年于上海建成并运行中国首个聚变商业电站。
这不是一个孤立的雄心。
从全球看,7月30日,美国Helion Energy公司首座商用聚变电厂“猎户座”启动场地施工,计划2028年为微软数据中心供电,
9月22日,意大利埃尼集团与美国CFS公司签订超10亿美元售电协议,商业化落地进程加速。
根据核聚变工业协会数据,全球目前已有45家核聚变相关公司,核聚变产业在世界范围内已吸引超过71亿美元的投资。
对于中国而言,聚变能源不仅是能源安全的保障,更是一个抢占未来科技制高点的历史机遇。
按照业内分析,中国在全球核聚变领域的参与度较高,预计将主导建设12台商业堆。
从参与国际ITER项目到建设自己的聚变装置,再到规划商业堆,中国走出了一条独特的聚变发展路径。
随着EAST装置一次次刷新等离子体约束时间纪录,中国环流三号不断突破温度极限。
“夸父”偏滤器打造出聚变堆的“盾牌”,也让中国的聚变能源梦想正一步步照进现实。
能源的世界里,一场革命正悄然到来,它发端于实验室,成长于产业链,终将改变我们这颗星球的动力之源。
来源:知识分子李一