摘要:日本聚变能源领域再抛“王炸”——核聚变初创企业Helical Fusion近日完成23亿日元A轮融资,其核心目标直指2030年代建成全球首座**稳态净功率聚变电站**。这家依托日本国立核融合科学研究所技术的企业,凭借独树一帜的“螺旋器”(Helical)技术路
日本聚变能源领域再抛“王炸”——核聚变初创企业Helical Fusion近日完成23亿日元A轮融资,其核心目标直指2030年代建成全球首座**稳态净功率聚变电站**。这家依托日本国立核融合科学研究所技术的企业,凭借独树一帜的“螺旋器”(Helical)技术路线,在全球可控核聚变“百团大战”中撕开一道新口子。
核聚变,被誉为“终极能源”:1升海水提取的氘,聚变能量相当于300升汽油。谁能率先实现商业发电,谁就握紧“能源自由”的钥匙。日本此番押注“螺旋器”,是想在中美主导的托卡马克赛道外,以“稳定性革命”实现“弯道超车”?
螺旋器:用“麻花结构”挑战托卡马克的“主流霸权”
全球核聚变装置分三类(见配图):
仿星器构型。
- 托卡马克(甜甜圈环形):中国“东方超环”(EAST)、国际热核聚变实验堆(ITER)、美国CFS等走此路线。靠外部线圈产生磁场+环向电流约束等离子体,但电流易引发“破裂”,需脉冲运行;
- 螺旋器(三维麻花状):日本Helical Fusion代表。线圈本身是螺旋形态,磁场由结构“天然生成”,无需外部电流,等离子体稳定性天生更优,可连续运行(适合商业电站);
- 仿星器(莫比乌斯环):德国Wendelstein 7-X代表。线圈精密扭成五重对称,平衡磁场,稳定性好但工程难度“地狱级”。
“螺旋器像被拧成麻花的艺术面包,托卡马克是标准甜甜圈。”核聚变专家解释,“日本选螺旋器,是赌‘稳定性’能抵消工程复杂性,实现更经济的商业化。”
日本的“冲刺底气”:高温超导磁体的“柔韧革命”
螺旋器商业化的关键,在高温超导磁体——它需既“强韧”(产生强磁场约束等离子体),又“柔韧”(适配复杂螺旋线圈)。
托克马克构型。
Helical Fusion的突破正在于此:将多条高温超导带合股,制成“既性能强大又可弯曲”的导体,解决“麻花线圈”的制造难题。这让其设计的Helix KANATA电站(中心截面示意图见配图)体积更小、效率更高,敢于喊出“2030年代并网发电”。
聚变“战国局”:中美日欧,谁先点亮能源自由?
日本并非孤军奋战:
- 中国“双轨并进”:深度参与ITER(承担核心部件制造),同时自主建“BEST”装置,目标2027年竣工“首堆发电”;
- 美国私企“资本突袭”:CFS(麻省理工衍生)凭高温超导磁体,获超15亿美元融资,剑指2030年代初示范堆;
- 欧盟、韩国:依托ITER,同时布局本土托卡马克;
- 日本“特色路径”:以螺旋器差异化竞争,国立研究所+初创企业的“技术孵化”模式,成为聚变版图“第三极”。
Helical Fusion首台核聚变反应堆Helix KANATA的示意图。
“聚变已从‘科学竞赛’转向‘产业竞速’。”国际能源署核聚变负责人指出,“技术路线、资本效率、工程能力,正决定谁能最先冲过终点。”
能源自由“倒计时”:人类离“无限能源”还有多远?
氘在海水中近乎“无限”,聚变商业发电一旦实现,将彻底颠覆能源格局:化石能源依赖终结,地缘政治因“能源卡脖子”重构,清洁电力成本或降至现有十分之一。
但挑战仍存:高温超导量产、中子辐射部件维护、等离子体持续“点火”稳定性……每一步都是“极限工程”。
读者讨论:螺旋器、托卡马克、仿星器,哪条路线更可能率先实现商业发电?可控核聚变会否重塑全球能源版图?
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来源:聪明的蜻蜓6L
