摘要：这一刻，人类距离终极能源的梦想，可能又近了一步。2025年10月27日，日本初创公司“螺旋聚变”（Helical Fusion）联合日本国家核聚变科学研究所（NIFS）宣布，其为商业聚变反应堆设计的“高温超导（HTS）线圈”完成了关键性能测试，这是世界上首次在
就在刚刚，日本科学家在接近绝对零度的-258℃酷寒中，成功点亮了一枚“人造太阳”的心脏部件，稳定通过了足以瞬间熔化钢铁的4万安培超大电流！
这一刻，人类距离终极能源的梦想，可能又近了一步。2025年10月27日，日本初创公司“螺旋聚变”（Helical Fusion）联合日本国家核聚变科学研究所（NIFS）宣布，其为商业聚变反应堆设计的“高温超导（HTS）线圈”完成了关键性能测试，这是世界上首次在模拟聚变堆内部真实磁场环境下取得如此重大的成功。这不仅仅是一次技术验证，它可能还预示着，在托卡马克和仿星器两条技术路线的终极赛跑中，后者正悄悄地准备弯道超车。
1. “心脏搭桥术”：为什么4万安培如此重要？
现在想象一下，你要用一个“磁力瓶”去装一个温度高达一亿度的“小太阳”（等离子体），这个瓶子必须足够坚固，且自身不能消耗太多能量，否则就成了赔本买卖。这个“磁力瓶”就是由超导磁体线圈构成的。
过去的聚变装置，比如国际热核聚变实验堆（ITER），用的是“低温超导”材料，它们就像一位需要时刻躺在液氦（-269℃）里的“病人”，伺候起来极其昂贵复杂。
而高温超导（HTS）材料则是一位“体格更强壮”的选手，虽然也需要低温，但工作温度可以提升到-253℃甚至更高，这使得冷却系统的成本和能耗大幅降低。
更重要的是，HTS能在更强的磁场下承载更高的电流密度。
为什么这点如此重要，你需要记住这句话：聚变功率与磁场强度的四次方成正比。这意味着磁场强度稍微提升一点，聚变效率就会呈指数级爆炸式增长。用HTS材料，我们就能用更小的尺寸、更低的成本，造出更强大的“磁力瓶”。
所以，这次Helical Fusion在7特斯拉的强磁场背景下，稳定通过4万安培电流，不仅仅是“通了个电”那么简单。它证明了日本已经掌握了为下一代紧凑型商用聚变堆制造“心脏”的关键技术，完成了从实验室到工厂的关键一跃。
2. 世纪之争：托卡马克 vs 仿星器，谁才是未来？
当然，高温超导（HTS）材料已有多个国家开发成功，包括中国、美国、欧洲及新西兰等。
也就是说，现在我们有了强大的“心脏”（HTS线圈），但要把它装进哪种“身体”里呢？目前，全球的磁约束核聚变研究，主要有两条路线：
托卡马克（Tokamak）：这是主流方案，像个完美的甜甜圈。它结构相对简单，更容易实现较高的等离子体参数。全球最大的ITER就是托卡马克。但它有个致命弱点：它需要靠在等离子体中感应出巨大的电流来维持磁场，就像变压器一样，所以它天生就是“脉冲式”工作，干一会儿就得歇一下。更要命的是，这个巨大的电流很不稳定，随时可能“发脾气”导致等离子体破裂，这对反应堆是灾难性的。
螺旋仿星器（Stellarator）：这是另一条路，外形极其复杂，像个被扭曲的麻花。它的天才之处在于，完全依靠外部复杂形状的线圈来产生约束磁场，不需要在等离子体中产生大电流。这带来了两个梦幻般的优点：
1、天生的稳定王者：没有大电流，就没有电流驱动的不稳定性，不会发生“破裂”事故。
2、能够7x24小时工作：由于磁场完全由外部线圈维持，它可以实现真正的“稳态”运行，这是未来发电厂的刚需。
几十年来，全世界都把宝押在托卡马克上，因为仿星器那身“麻花铠甲”实在是太复杂了，简直是机械工程的噩梦。有人开玩笑说：托卡马克是搞物理，造仿星器是搞数学和行为艺术。
然而，风水轮流转。随着超级计算机和3D打印等先进制造技术的崛起，仿星器复杂的线圈设计和制造难题正在被攻克。人们突然发现，这位曾经因为“长得丑”而被冷落的选手，可能才是那个能跑到终点的“耐力冠军”。
3. 日本的野心：“国家队”下场，两步走到2030
这次取得突破的Helical Fusion公司，并非白手起家的草根。它是日本国家核聚变科学研究所（NIFS）的“亲儿子”，是继承了日本60多年仿星器研究成果的“天选之子”。它的出现，标志着日本正举全国之力，将几十年的科研优势转化为产业胜势。
他们制定了一个雄心勃勃的“Helix计划”：
第一步：Helix HARUKA（约2030年）。这是一个综合技术验证平台，目标是把这次测试成功的HTS磁体，以及热量提取、燃料增殖等关键技术整合在一起，进行一次“带妆彩排”。
第二步：Helix KANATA（2030年代）。这是终极目标——全球首座基于螺旋仿星器的商业示范电站，要实现净能量增益、24小时稳定运行和高效维护这三大商业化铁律。
为了这个计划，日本政府已经通过SBIR计划，向Helical Fusion豪掷了20亿日元（约1300万美元）的巨额资助。这已经不是一场纯粹的科学探索，而是一场关乎国家能源未来的产业豪赌。
4. 终极悬念：谁将率先撞线？
当然，日本并非孤军奋战。在这场奔向“人造太阳”的终极竞赛中，群雄逐鹿：
德国的W7-X仿星器：作为全球最大、最先进的仿星器实验装置，它不断刷新着等离子体运行的世界纪录，为仿星器路线的物理可行性提供了最强有力的背书。
美国的CFS公司：作为托卡马克路线的民企领头羊，它同样手握HTS这张王牌，计划在2027年用其SPARC装置实现净能量增益，并在2030年代初将其商业电站ARC并入电网。
中国能量奇点：2024年建成全球第一台商业全高温超导托卡马克洪荒70，实现了第一束等离子体放电，计划在2030年建成洪荒380，可用于核聚变示范发电。
竞赛已经进入白热化阶段。托卡马克路线正努力克服其固有的不稳定性，而仿星器路线则在奋力解决工程制造上的最后难题。
这次日本HTS线圈的成功，无疑是为仿星器阵营注入了一剂强心针。它让人们看到，那条曾经因为过于复杂而显得遥不可及的道路，如今可能是一条更稳、更快的捷径。
人类能否在2030年代见证第一座商业聚变电站的诞生？这个问题的答案，或许就隐藏在这些-258℃的超导线圈和扭曲的磁场迷宫之中。
参考文献：
Helical Fusion Co., Ltd. (2025, October 26). Helical Fusion Achieves Milestone Toward Commercial Fusion Energy, Advancing to Integrated Demonstration Device. Business Wire.
Helical Fusion Co., Ltd. (2024, February 26). Helical Fusion Achieves Breakthrough in Fusion Energy with Advanced Superconductor Test. PR Newswire.
PitchBook & Startup Genome. (2024). Company profiles and reports on Helical Fusion.
Royal Society Publishing. (2017, 2020). Publications on high-temperature superconductors and stellarator physics. Philosophical Transactions of the Royal Society A.
Fusion Industry Association. (2023, 2025). Reports on Japan's National Fusion Energy Strategy.
来源：徐德文科学频道