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《东方时空》聚焦可控核聚变竞逐 中国冲刺人类终极能源
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2025 年,是我国 " 十四五规划 " 收官年,也是 " 双碳目标 " 提出五周年。在此背景下,央视《东方时空》栏目在近日推出十四五重要科技成果 " 可控核聚变专题 ",从国家未来竞争力角度讲述了中国可控核聚变发展进程,并展示了中国 " 核聚变第一阵营 " 的多路线探索成果。

携手 " 种太阳 ",中国核聚变产业链已初具雏形

太阳,亿万年来为地球提供光和热,如果能在地球上模仿出太阳释放能量的方式,是不是就能获得取之不尽的清洁能源了?这一伟大设想正在我国的实验室和大科学装置中逐步成为现实。

2025 年,我国可控核聚变研究不断传来新进展。1 月,我国全超导托卡马克实验装置 " 东方超环 " 实现 1 亿摄氏度等离子体稳态运行 1066 秒;3 月," 中国环流三号 " 首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的 " 双亿度 " 运行;4 月,新奥 " 玄龙 50U" 成为全球首个实现百万安培氢硼等离子体放电、5 月实现秒级 1.2T 以上磁场条件的球形环装置 ……

这些数字背后,需要极为严苛的实验环境和严密的大科学装置,才能保障聚变反应的研究与运行。目前,我国围绕核聚变研究的上下游产业链已初具雏形,涵盖高温超导等上游原材料生产企业、装置设计等中游设备厂商、负责运营和应用的下游科技企业及科研院所等。正是在产业链的协同努力下," 人造太阳 " 研究进程不断取得新突破。

氘氚 + 氢硼路线,核聚变第一阵营的多元探索

当前,我国科研机构和企业正在积极探索多条技术路径,力求在不同技术方向上寻找可能的突破口。可控核聚变技术在我国 " 核聚变第一阵营 " 的带领下,正在向更高水平的可控性与稳定性迈进。

目前,以中科院、中核集团为代表的 " 国家队 ",大多采用 " 氘氚 " 路线,即采用氢的同位素氘和氚作为燃料。1952 年,世界上第一颗氢弹成功试爆,让人类认识到 " 氘氚反应 " 的巨大能量。但氢弹爆炸是不可控的核聚变反应," 氘氚 " 路线就是要通过一系列技术手段控制核聚变反应,实现能量输出的持续、稳定、可调节。

同时,新奥集团则从成本、效率和安全等角度出发,提出了新的聚变能研究路线,即 " 氢硼 " 路线。新奥能源研究院院长刘敏胜介绍到:" 氢就是水里面正常的氢,硼常规的都有,它没有什么稀缺性,价格极其便宜,所以才能导致我产生的聚变的电能够便宜。第二个它的产物只有氦,氦是直接能发电的,它不需要用蒸汽转化,所以它的发电效率能够做到 90% 以上 "。

氢硼路线目前也面临着一些挑战——将等离子体加热到 10 亿度甚至更高,经过研判,新奥选择了 " 阶梯加热 " 方式。" 第一个是用变压器的原理,它能够加热到几百万度。第二个是用类似微波炉的原理,加热到几千万度甚至到亿度。然后中性束用的是高能物理里面加速的原理,它把粒子加速到十几亿甚至上百亿摄氏度,它的原理很简单,我用更高的温度加到等离体里面,温度就上来了 ",刘敏胜谈到。

" 氘氚 "、" 氢硼 " 等多路线并行,中国 " 核聚变第一阵营 " 已经形成了国家队与企业双轨并进的格局,共同推动 " 人造太阳 " 实现 " 中国制造 "。

超级工厂 + 超级设备,产业链协同发力 " 人造太阳 "

在可控核聚变多路线的共同验证、共同探索过程中,我国可控核聚变领域涌现了一批 " 超级工厂 " 与 " 超级装备 "。

以新奥 " 玄龙 50U" 为例,它是一个可控核聚变的 " 超级装备 "。2024 年 1 月,该装置实现首次等离子体放电;2025 年 4 月,在国际上首次实现氢硼聚变等离子体 100 万安培放电;2025 年 5 月,成为全球首个秒级 1.2T 以上磁场条件的球形环装置 ( 国际上此前在运行的中大型球形环目前中心磁场均未超过 1T ) ,为氢硼聚变所需的高温高密度条件筑牢硬件根基。特别值得一提的是," 玄龙 -50U" 的微波加热系统、真空室、磁体、诊断设备、探测器等关键组件已实现 100% 国产化。

除了设备迭代,加强人才交流与生态合作也是推进技术升级的有力措施。作为 " 国际科技合作基地 "、" 海外高层次人才创新创业基地 ",新奥不断吸纳创新英才,建成国际化、多元化、梯队化的聚变研发团队;同时,聚合四大洲 11 个国家 70 余家顶尖科研机构开展涵盖前沿物理理论探索、程序开发、联合实验、关键部件设计开发等领域深度合作。

对于聚变能源的技术探索,自上世纪五六十年代就已兴起,但 " 终极能源究竟何时才能造福人类 " 至今是人们关注的话题。相信随着中国核聚变产业链的日趋完善,将加速产业间生态合作、吸纳更多科技人才。可控核聚变或将如蒸汽机诞生一般,推动中国速度引领新一轮技术革命。

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