中国“人造太阳”刷新纪录,核聚变竞赛按下快进键

B站影视 日本电影 2025-10-29 08:20 1

摘要:在合肥科学岛上,重达400吨的杜瓦底座缓缓降落,激光跟踪仪确保其毫米级精准定位——这不仅是工程学的奇迹,更是一个国家向终极能源发起的冲锋号角。

在合肥科学岛上,重达400吨的杜瓦底座缓缓降落,激光跟踪仪确保其毫米级精准定位——这不仅是工程学的奇迹,更是一个国家向终极能源发起的冲锋号角。

全球能源格局正迎来历史性转折点。2025年10月,国际原子能机构在成都发布《2025年世界聚变展望》,明确指出聚变能源正从实验研究迅速成为各国能源战略的基石。与此同时,中国多座核聚变装置相继取得重大突破,从东方超环的千秒级运行,到中国环流三号的“双亿度”实验,再到BEST项目的加速建设。

中国核聚变研发正以令人瞩目的速度向前推进,将曾被认为“永远还要50年”的梦想照进现实。

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01 能源突破:全球聚变竞赛进入白热化

国际聚变舞台从未如此活跃。2025年4月,国际热核聚变实验堆(ITER)组织宣布完成其“电磁心脏”——世界最大脉冲超导电磁体系统的全部组件建造。

这一里程碑成就,标志着人类向可控核聚变能源迈出关键一步。

大西洋彼岸,美国国家点火装置在2025年实现了 Q=4的聚变增益,意味着输出能量达到输入能量的四倍。与此同时,法国WEST装置在5000万摄氏度条件下,成功将等离子体维持了1337秒,刷新稳定时间纪录。

而在中国成都举行的第30届聚变能大会上,国际原子能机构总干事格罗西指出:“聚变能源不仅是新型能源,更是科技创新的催化剂”。全球近40个国家正在积极推进聚变计划,私人投资已超过100亿美元。

02 中国进展:三大装置突破技术壁垒

2025年,中国可控核聚变领域呈现“三足鼎立”的突破态势。

1月,全超导托卡马克装置“东方超环”(EAST)实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,刷新世界纪录。这一突破标志着中国在等离子体长时间约束技术领域达到全球领先水平,为聚变堆稳态运行提供了关键验证。

3月,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℃、电子温度1.6亿℃的“双亿度”运行,综合参数达国际先进水平,正式进入聚变燃烧实验阶段。

10月,合肥科学岛上的BEST项目完成400余吨杜瓦底座的毫米级精准安装,标志着项目主体工程进入新阶段。该装置计划2027年建成并实现首次聚变发电演示,目标在2030年点亮首盏“核聚变灯”。

03 技术路线:氘氚与氢硼并驾齐驱

中国核聚变研究采取多条技术路线并行的策略。

以中科院、中核集团为代表的“氘氚”路线,以轻原子核(氘和氚)结合成氦,释放巨大能量。这种路线燃料来源丰富,海水中蕴含的氘可达45万亿吨,能满足人类长期能源需求。

民营科技企业新奥集团则选择更具前瞻性的“氢硼”路线。该集团自主研发的“玄龙-50U”装置,已成为全球首个实现秒级1.2T以上磁场条件的球形环装置,创造了国际新纪录。

新奥能源研究院院长刘敏胜解释选择氢硼路线的原因:“氢来自水,硼资源常规且丰富,价格极其便宜;且产物只有氦,不需要蒸汽转化,发电效率能够做到90%以上”。

04 产业链布局:从实验室走向产业化

中国核聚变发展的背后,是国家战略资本、地方产业资本与民营创新资本的共同驱动。

以BEST项目为例,其建设方聚变新能(安徽)有限公司在2024年6月注册资本增至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。

中核集团和中科院分别牵头成立产业联盟。中核集团牵头的可控核聚变创新联合体包含33家中央企业、科研院所、高等院校及民营企业,目标是把握未来产业关键环节,完成聚变产业生态培育。

目前,BEST装置的供应链已包括16家A股上市公司。西部超导为项目批量供应超导线材,百利电气参与杜瓦结构研发与制造,安泰科技子公司为项目研制钨铜复合片。

05 材料突破:打破国外技术垄断

核聚变装置的核心部件能否自主生产,直接关系到国家能源安全的命脉。

中国科学院金属研究所成功制备出第二代高温超导带材核心材料——哈氏合金(C276)金属基带,打破了该材料长期依赖进口的局面。

研究团队通过自主研发的纯净化制备技术,实现高纯净度C276合金的吨级工业化制备。他们将合金轧制成厚度仅0.046毫米、宽度12毫米、长度超2000米的带状材料,表面粗糙度小于20纳米。

该材料在液氮温度下强度超高,相当于指甲盖大小面积能承受约19吨重量。目前,自主制备的C276已在多家企业完成验证,并成功制备出性能达国际水平的高温超导带材。

06 对普通人的影响:能源革命改变日常生活

核聚变技术的突破,将深刻改变普通人的生活方式。

一旦核聚变发电实现商业化,能源成本将大幅降低。据测算,1克氘氚燃料聚变所获得的能量相当于燃烧8吨石油,且燃料来源近乎无限。

聚变发电不会产生二氧化碳等温室气体,也不会排放污染环境的氮氧化物和硫氧化物等有害物质。这意味着未来我们将呼吸更清洁的空气,享受更蓝的天空。

与当前核电站的核裂变技术不同,核聚变不会产生长期放射性核废料,其生成物主要是无害的氦气,消除了对核泄漏的担忧。

07 行业影响:重塑全球能源与经济格局

核聚变技术的商业化将重塑整个能源行业。

聚变发电不像风能、太阳能那样受天气条件影响,能够提供持续稳定的基荷电力,保障电网安全运行。

核聚变产业链的发展,将带动超导材料、高温等离子体物理、精密制造等相关产业协同发展,创造大量就业机会和经济增长点。

中国原子能机构主任单忠德指出,中国高度重视聚变能创新探索与和平利用,100多家中国企业、大学和研究机构已成立聚变创新联合体和聚变产业联盟,着力推动产学研融合创新。

中国工程院院士李建刚预测:“最迟到2030年,一定能让第一盏‘核聚变灯’在中国点亮。”

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十年前,核聚变还被视为遥远的科幻梦想;今天,在中国多个实验室里,它正以惊人的速度变为现实。随着BEST项目稳步推进,2030年点亮首盏“核聚变灯”的目标已不再遥不可及。

国际原子能机构总干事格罗西的断言言犹在耳:“聚变能源不仅是一种新型能源,更是科技创新、产业转型与国际合作的催化剂。” 在这场关乎人类未来的能源竞赛中,中国正从跟跑者变为并跑者,甚至在某些领域成为领跑者。

当未来历史学家书写21世纪的能源革命时,2025年很可能被标记为核聚变商业化的真正起点——而中国,必将在这一篇章中占据重要位置。

来源:智能学院

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