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中能觀察丨“永遠(yuǎn)50年”魔咒已破？可控核聚變還有多遠(yuǎn)？

來(lái)源：中國(guó)能源新聞網(wǎng) 時(shí)間：2025-10-17 15:03

預(yù)計(jì)在2050年左右，即可實(shí)現(xiàn)可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用

中國(guó)能源新聞網(wǎng)記者 白宇 見習(xí)記者 張浩正

　　“我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)可控核聚變已經(jīng)不再是‘永遠(yuǎn)50年’，預(yù)計(jì)在2050年左右，即可實(shí)現(xiàn)可控核聚變的商業(yè)化應(yīng)用。”在2025世界聚變能源集團(tuán)第2次部長(zhǎng)級(jí)會(huì)議暨國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)第30屆聚變能大會(huì)期間，核工業(yè)西南物理研究院院長(zhǎng)助理、聚變科學(xué)所所長(zhǎng)鐘武律表示。

　　可控核聚變一直被視為人類的“終極能源”，具有資源豐富、固有安全、環(huán)境友好等優(yōu)勢(shì)。其原理是模擬太陽(yáng)的核聚變反應(yīng)，釋放出巨大能量，因此也被稱為“人造太陽(yáng)”。目前，全球多個(gè)國(guó)家正在加速推進(jìn)相關(guān)研究，我國(guó)已實(shí)現(xiàn)聚變能研發(fā)從“跟跑”到“并跑”的跨越，并在部分技術(shù)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)“領(lǐng)跑”，具備加速實(shí)現(xiàn)核聚變能商用的基礎(chǔ)和能力。

　　中國(guó)與全球140余家核聚變科研機(jī)構(gòu)建立合作伙伴關(guān)系

　　簡(jiǎn)單而言，可控核聚變即是將兩個(gè)較“輕”原子核結(jié)合形成一個(gè)較“重”原子核的核反應(yīng)形式。不過要實(shí)現(xiàn)這一反應(yīng)需要極為苛刻的條件，如上億攝氏度的高溫、足夠的等離子體約束時(shí)間等等。

　　“通常來(lái)看，業(yè)內(nèi)將可控核聚變的發(fā)展分為六個(gè)階段，其中前兩個(gè)階段為原理探索和規(guī)模實(shí)驗(yàn)，目前可控核聚變的發(fā)展已來(lái)到第三階段——燃燒實(shí)驗(yàn)?！辩娢渎杀硎荆斑@一階段我們要開展燃燒等離子等相關(guān)實(shí)驗(yàn)，也意味著真正要開始實(shí)現(xiàn)聚變反應(yīng)。后續(xù)還將根據(jù)計(jì)劃，陸續(xù)推進(jìn)實(shí)驗(yàn)堆、示范堆、商用堆的建設(shè)。”

　　記者在此次會(huì)議上了解到，目前我國(guó)高度重視聚變能發(fā)展，已建成多個(gè)大科學(xué)裝置，并取得多項(xiàng)進(jìn)展。

　　今年1月，位于合肥的全超導(dǎo)托卡馬克EAST裝置獲得重要成果，成功實(shí)現(xiàn)了上億攝氏度1066秒穩(wěn)態(tài)長(zhǎng)脈沖高約束模等離子體運(yùn)行，再次創(chuàng)造了托卡馬克裝置高約束模運(yùn)行新的世界紀(jì)錄；今年3月，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院新一代人造太陽(yáng)“中國(guó)環(huán)流三號(hào)”，首次實(shí)現(xiàn)原子核和電子溫度均突破一億攝氏度，綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e實(shí)現(xiàn)大幅躍升。

　　在國(guó)際合作領(lǐng)域，據(jù)中國(guó)國(guó)家原子能機(jī)構(gòu)主任單忠德介紹，中國(guó)踐行國(guó)際科技合作倡議，與全球50多個(gè)國(guó)家，140余家核聚變科研機(jī)構(gòu)建立了合作伙伴關(guān)系，與國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)合作設(shè)立可控核聚變協(xié)作中心，助力聚變能科技與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展。

　　同時(shí)，中國(guó)也在國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃中，承擔(dān)了多個(gè)核心部件的研發(fā)與制造任務(wù)。

　　資料顯示，ITER計(jì)劃是7大成員方（中國(guó)、歐盟、印度、日本、韓國(guó)、俄羅斯和美國(guó)）合力建造的史上最大托卡馬克裝置，旨在驗(yàn)證大規(guī)模聚變能源的科學(xué)和工程可行性。

　　“作為ITER計(jì)劃的關(guān)鍵合作伙伴之一，中國(guó)始終恪守國(guó)際承諾，高質(zhì)量實(shí)施所承擔(dān)的18個(gè)關(guān)鍵部件和系統(tǒng)的設(shè)計(jì)制造，以及核心設(shè)備的安裝任務(wù)?！眴沃业卤硎?。

　　據(jù)介紹，今年，中方主導(dǎo)的ITER核心安裝標(biāo)段真空式模塊組件成功標(biāo)裝入位，中方研制的ITER磁體支撐系統(tǒng)、包層屏蔽模塊、磁體饋線系統(tǒng)等大型裝備部件如期交付完成，助力ITER計(jì)劃推進(jìn)實(shí)施。

　　“參與ITER計(jì)劃得到的國(guó)際合作經(jīng)驗(yàn)，不僅加速了我國(guó)聚變技術(shù)的自主創(chuàng)新，也為未來(lái)自主建設(shè)聚變示范堆奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?！敝泻思瘓F(tuán)科技帶頭人、ITER第一壁項(xiàng)目負(fù)責(zé)人諶繼明表示。

　　“近年來(lái)，國(guó)際社會(huì)對(duì)聚變能源的關(guān)注持續(xù)升溫，我們需要利用好這些資源，進(jìn)行合力攻關(guān)，集中優(yōu)勢(shì)破解聚變領(lǐng)域的難題。再過10~20年，我們一定可以看到聚變能源的曙光。”鐘武律表示。

　　商業(yè)化資本涌入聚變賽道投資超100億美元

　　成績(jī)斐然的同時(shí)，聚變能源的發(fā)展仍面臨諸多挑戰(zhàn)。

　　“后續(xù)我們還需要突破穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、材料與工程、經(jīng)濟(jì)性等瓶頸。”諶繼明表示。

　　如在極端高溫與強(qiáng)輻射環(huán)境下，材料的性能直接關(guān)系聚變堆的安全性與經(jīng)濟(jì)性。“我們正在研究新型抗輻照材料，以適應(yīng)聚變堆芯內(nèi)環(huán)境，從而保障聚變堆可以安全穩(wěn)定運(yùn)行?！敝R繼明介紹。

　　此外，要推動(dòng)聚變能源的發(fā)展，還需要吸引更加多元化的資本投入與更高效的產(chǎn)業(yè)協(xié)同，實(shí)現(xiàn)企業(yè)、資本等多方面的共同發(fā)力。

　　記者了解到，今年7月，定位于聚變領(lǐng)域世界一流企業(yè)的中國(guó)聚變能源有限公司（以下簡(jiǎn)稱“中國(guó)聚變公司”）于上海掛牌成立。

　　“中國(guó)聚變公司是中核集團(tuán)直屬二級(jí)單位，將重點(diǎn)布局總體設(shè)計(jì)、技術(shù)驗(yàn)證、數(shù)字化研發(fā)等業(yè)務(wù)，并建設(shè)技術(shù)研發(fā)平臺(tái)和資本運(yùn)作平臺(tái)。”核工業(yè)西南物理研究院副院長(zhǎng)馮勇進(jìn)介紹。

　　除“國(guó)家隊(duì)”外，近年來(lái)，越來(lái)越多的民營(yíng)企業(yè)也開始在聚變領(lǐng)域布局。

　　“目前商業(yè)化資本快速涌入聚變賽道，投資超100億美元?！瘪T勇進(jìn)表示，國(guó)內(nèi)資本市場(chǎng)積極布局聚變發(fā)展，涌現(xiàn)出中國(guó)聚變、新奧科技、能量奇點(diǎn)、聚變新能、星環(huán)聚能、瀚海聚能等商業(yè)化公司，通過不同路徑開展聚變商業(yè)化探索。

　　如在2017年，新奧啟動(dòng)從低碳技術(shù)向無(wú)碳技術(shù)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，對(duì)全球主要聚變研究機(jī)構(gòu)的聚變路線和裝置開展了全面而深入的調(diào)研，最終選擇了球形環(huán)氫硼聚變的路線；2022年，新奧啟動(dòng)“和龍-2”的設(shè)計(jì)與建設(shè)，旨在探索解決氫硼聚變中的各項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，實(shí)現(xiàn)氫硼熱核聚變反應(yīng)，該裝置計(jì)劃投資60億元，預(yù)計(jì)于2027年建成。

　　“民營(yíng)企業(yè)具有機(jī)制靈活、決策高效、創(chuàng)新動(dòng)力強(qiáng)等優(yōu)勢(shì)，能夠在聚變技術(shù)研發(fā)中快速試錯(cuò)、迭代升級(jí)，從而加速推進(jìn)聚變研究從實(shí)驗(yàn)室到工程化應(yīng)用的轉(zhuǎn)化進(jìn)程?！毙聤W能源研究院院長(zhǎng)劉敏勝表示。

　　對(duì)此，馮勇進(jìn)也表示，目前聚變能源研發(fā)投入進(jìn)入新的增長(zhǎng)期，民間資本和商業(yè)公司也已成為新的增長(zhǎng)極。

　　而針對(duì)聚變領(lǐng)域未來(lái)的發(fā)展，單忠德表示，要加強(qiáng)科學(xué)研究，夯實(shí)創(chuàng)新基礎(chǔ)。鼓勵(lì)支持開展穩(wěn)態(tài)燃燒、能量增益、燃料自持等基礎(chǔ)科學(xué)研究。持續(xù)深化開展材料、工藝、裝備等關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，加快推進(jìn)新型科學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置、工程驗(yàn)證平臺(tái)建設(shè)，推動(dòng)聚變能國(guó)際化創(chuàng)新發(fā)展。

　　“同時(shí)，要完善治理體系，匯聚全球合力。發(fā)揮世界各國(guó)優(yōu)勢(shì)，加強(qiáng)科學(xué)研究、技術(shù)研發(fā)、工程實(shí)驗(yàn)、AI賦能、數(shù)據(jù)共享等多雙邊國(guó)際合作交流，擴(kuò)大大科學(xué)工程、大科學(xué)裝置開放共享和互聯(lián)互通，聚力突破重大關(guān)鍵科學(xué)問題和工程技術(shù)難題，締造聚變賦能清潔能源的美好未來(lái)。”單忠德指出。

責(zé)任編輯：于彤彤