摘要：在国际核聚变研究领域被认为"绝对不可能"完成的技术挑战面前，中国科学家交出了令人震惊的答卷。中国科学院等离子体物理研究所成功开发出名为CHSN01的超级钢材，这种合金能够同时承受核聚变反应堆内部接近绝对零度的极低温和高达20特斯拉的强磁场环境。这项技术突破不仅

信息来源：https://dailygalaxy.com/2025/08/absolutely-impossible-china-builds-super-steel-strong-enough-for-nuclear-fusion/

在国际核聚变研究领域被认为"绝对不可能"完成的技术挑战面前，中国科学家交出了令人震惊的答卷。中国科学院等离子体物理研究所成功开发出名为CHSN01的超级钢材，这种合金能够同时承受核聚变反应堆内部接近绝对零度的极低温和高达20特斯拉的强磁场环境。这项技术突破不仅解决了困扰核聚变工程界数十年的关键材料问题，更为中国在全球清洁能源竞赛中确立了重要的技术优势地位。

CHSN01钢材已在中国正在建设的BEST核聚变反应堆中投入使用，该反应堆预计将于2027年建成。与专门用于科学研究的国际热核聚变实验反应堆ITER不同，BEST反应堆的目标是实现商业化发电，这意味着其内部材料必须承受更为严苛和持久的工作条件。

材料科学的"不可能三角"

Tf线圈箱组件由Chsn01钢制成。来源：中国科学院等离子体物理研究所|银河日报——大发现频道

核聚变反应堆的工作环境堪称材料科学的终极考验。反应堆核心区域温度高达数百万摄氏度，用以复制太阳内部的能量产生过程。然而，约束等离子体的超导磁体必须冷却至零下269摄氏度（仅比绝对零度高4度）才能维持超导状态。这些磁体同时还要承受高达20特斯拉的强磁场，其强度几乎是法国ITER项目所用磁场的两倍。

这种极端的温度差异和机械应力组合对绝大多数金属材料来说都是致命的。ITER项目在2011年就曾因为低温钢材在测试中变脆失去延展性而遭遇重大挫折。即使是在核聚变研究中广泛使用的316LN不锈钢，也被认为已经接近材料性能的理论极限。正是因为这种技术难度，当中国宣布要开发性能更优的替代材料时，国际专家普遍持怀疑态度。

CHSN01的成功开发彻底颠覆了这种认知。该合金在保持1500兆帕屈服强度的同时，在低温环境下仍能保持超过25%的延伸率，实现了强度与韧性的完美平衡。这种看似矛盾的性能组合，正是核聚变工程所迫切需要的材料特性。

十年磨一剑的技术攻关历程

图为中国BEST聚变装置的组装现场。CHSN01钢将支撑这个“人造太阳”超导磁体系统的核心结构。（中国科学院等离子体物理研究所提供）

CHSN01的研发历程体现了中国在关键技术领域的长期投入和战略布局。早在十多年前，中国科研团队就开始尝试通过调整钒、碳、氮等元素含量来提升钢材性能。虽然初期结果颇有希望，但仍未达到核聚变级别的技术要求。

项目的转折点出现在2020年，中国著名低温物理学专家、国家最高科学技术奖获得者赵忠贤院士的加入为项目带来了新的研究思路和方法。在他的指导下，研发团队重新制定了更加严格的技术标准：在低温条件下实现1500兆帕的屈服强度和超过25%的延伸率。

经过两年的密集攻关，2023年的测试结果证实CHSN01能够在20特斯拉磁场和1300兆帕应力条件下保持结构完整性。到2023年5月，这种超级钢材已经开始在BEST反应堆中安装使用，仅导体护套部分就使用了500吨CHSN01合金。

商业化发电的战略布局

图为最佳全尺寸超导磁体，世界上第一个使用CHSN01钢作为铠装的磁体。（中国科学院等离子体物理研究所提供）

中国BEST反应堆与ITER项目在设计理念上存在根本差异。ITER纯粹是科学研究设施，不会产生电力输出，而BEST的目标是实现商业化发电。这种定位差异决定了BEST内部的材料必须具备更长的使用寿命和更高的可靠性。

中科院物理学家李来风早在2011年就预测，未来的核聚变反应堆将需要超过ITER项目11.8特斯拉限制的更强磁场。CHSN01的成功开发正好契合了这一技术发展趋势，为中国在下一代核聚变技术竞争中占据有利位置奠定了基础。

更重要的是，CHSN01实现了完全的国产化生产，这不仅减少了对进口高端钢材的依赖，更让中国掌握了一项具有广泛应用前景的关键技术。除了核聚变领域，这种超级钢材还可能在粒子加速器、深空探索等高端科技领域发挥重要作用。

CHSN01的成功不仅是材料科学的重大突破，更代表了中国在清洁能源技术路线图上的战略性进展。随着全球对清洁能源需求的不断增长和气候变化压力的加剧，核聚变技术被视为解决人类能源问题的终极方案。中国通过掌握关键材料技术，在这场关乎人类未来的能源革命中获得了重要的先发优势。

来源：人工智能学家