摘要:我国“人造太阳”领域近期传来一系列重磅消息,从核心材料到工程装置,再到技术路线,每一项突破都让可控核聚变的商业化应用更近一步,这些进展不仅改写了国际竞争格局,更让人类“终极能源”梦想有了清晰的中国方案。
我国“人造太阳”领域近期传来一系列重磅消息,从核心材料到工程装置,再到技术路线,每一项突破都让可控核聚变的商业化应用更近一步,这些进展不仅改写了国际竞争格局,更让人类“终极能源”梦想有了清晰的中国方案。
核心材料实现“从0到1”的跨越。中国科学院金属研究所成功制备出吨级高纯净哈氏合金(C276)超导基带,这款材料厚度仅0.046毫米,相当于头发丝直径的一半,长度却超过2000米,表面粗糙度小于20纳米,光洁程度堪比镜面。性能上更是亮眼,在液氮温度下抗拉强度能达到1900MPa以上,相当于指甲盖大小的面积能承受190吨重量;经过900℃高温处理后,仍保持1200MPa的强度,热稳定性处于国际领先水平。
更关键的是,材料中硫、磷等杂质含量低于进口产品,纯净度达到全球顶尖标准。这一突破直接打破西方对二代高温超导带材(REBCO)基带的垄断,为可控核聚变“超级磁体”装上了自主“地基”。目前,该材料已向东部超导等企业交付千米级产品,并签订20吨供货协议,用其制备的超导带材性能达到国际水平,已应用于EAST、BEST等重要装置。
工程装置领域也迎来里程碑式进展。BEST装置作为重点项目,正冲刺2027年发电演示目标。其中重400吨、直径18米的国内最大真空部件——杜瓦底座,已以毫米级精度(误差≤±2mm)成功落位,为装置7000吨主机提供稳定支撑。该装置还能同步承载-269℃的超导磁体与上亿℃的等离子体,凭借先进磁约束技术实现“冰火共存”的极端工况,计划2027年建成全球首个聚变发电演示堆,2030年实现“点亮第一盏聚变电灯”的目标。此外,核心子系统突破不断,“赤霄”装置每秒能喷射10²⁴个粒子,测试材料耐亿度等离子体冲击能力国际领先;295吨重的八分之一真空室,采用50mm超低碳不锈钢,可抵御极端温差,标志着我国掌握完整环形真空室技术;国产离子回旋加热系统实现100%自主可控,2兆瓦功率为等离子体提供“超级加热炉”。
技术路线上我国已实现多路径领跑国际。中科院合肥物质院的EAST装置,曾实现1亿℃持续运行1066秒(近18分钟),作为全球首个非圆截面全超导装置,持续刷新运行纪录;核工业西南物理院的中国环流三号,实现离子1.17亿℃、电子1.6亿℃的双亿度突破,综合参数进入燃烧实验阶段;新奥集团的玄龙-50U,聚焦氢硼聚变路径,该路径燃料廉价且无放射性,成为民营领域首个全高温超导装置。
这些突破背后,是重塑全球能源格局的战略意义。可控核聚变资源近乎无限,1升海水提取的氘释放的能量相当于300升汽油,可供人类使用百亿年;且聚变产物为无害氦气,能实现零碳排放、无核废料,彻底解决环保与安全难题;未来商业化后,度电成本或降至0.5元,低于传统火电价格。在国际合作中,我国承担ITER项目9%的任务,超导材料、第一壁等6大核心部件供应全球,成为全球核聚变研究的关键参与者。当然,挑战仍需攻克,中子辐照损伤会缩短材料寿命,电网波动适配与规模化降本也需持续突破,商业化路径已明确:2027年BEST发电验证、2030年示范堆并网、2045年商用电站落地。
“能源的边界,就是人类文明的边界。”中国在“人造太阳”领域的突破,不仅是技术层面的跨越,更是为人类摆脱能源枷锁、走向无碳富足新纪元铺设道路。从0.046毫米的超导基带,到2030年即将点亮的聚变电灯,每一步都凝聚着科研人员的心血,每一个目标都承载着人类对未来的期待。你觉得“人造太阳”商业化后,会给我们的生活带来哪些最大改变?欢迎在评论区分享你的想法。
来源:番茄说科学
