中国可控核聚变研发迈向工程化,清洁能源“人造太阳”加速升起
News2026-06-10

中国可控核聚变研发迈向工程化,清洁能源“人造太阳”加速升起

老周
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从科学探索到工程验证的关键跨越

太阳之所以能够持续释放巨大能量,源于其内部持续进行的核聚变反应。长期以来,科学家们一直梦想在地球上复刻这一过程,建造一个可控制的“人造太阳”,从而获取近乎无限且清洁的能源。如今,这一愿景正随着技术的突破,从实验室加速迈向工程应用的前沿。

近期公布的国家“十五五”规划纲要,明确将核聚变能发展列为新的经济增长点,要求突破包括氚燃料循环、耐辐照材料、高性能激光与超导磁体制造在内的多项关键技术。规划提出,将开展聚变燃烧等离子体运行实验和多技术路径的可行性验证,全面推进核聚变研发的工程化进程。这一顶层设计,为未来五年我国在这一前沿领域的攻坚指明了清晰的方向。

技术突破与国际地位的确立

核聚变能源的优势极为显著。据测算,从一升海水中提取的氘燃料,通过聚变反应释放的能量,相当于燃烧300升汽油所产生的能量。更重要的是,这一过程几乎不产生长寿命的放射性废物,也没有二氧化碳排放,堪称实现“双碳”目标的理想能源选择。

我国在该领域已取得了一系列里程碑式的成就。2025年,我国新一代磁约束聚变实验装置“中国环流三号”成功实现了原子核温度与电子温度双双超过一亿摄氏度的“双亿度”运行,这标志着我国聚变研究正式挺进到燃烧等离子体物理实验阶段,是向实现能量净增益目标迈出的关键一步。

“目前,我国在磁约束聚变能源研究方面已整体进入国际第一方阵,与国际同行同步处于向实验堆工程验证过渡的关键阶段。”中核集团聚变领域首席科学家段旭如表示。我国在装置高参数运行、长脉冲等离子体控制、关键部件研制等领域的技术水平已步入世界前列。

这一系列进展的背后,是国家在核心技术创新、重大科研设施建设以及人才梯队培养上的系统性布局。通过支持建设多个国际先进的研发平台,并积极参与如国际热核聚变实验堆(ITER)计划等国际合作,我国在聚变堆涉核部件、诊断系统、电源技术及超导磁体等核心技术方面取得了实质性突破。这些努力也得到了国际社会的广泛认可,2025年10月,国际原子能机构全球首个聚变能研究与培训协作中心落户中国成都,便是明证。

据了解,“中国环流三号”目前正在进行能力升级,计划于2027年在国内率先开展聚变燃烧实验。核工业西南物理研究院的专家白兴宇展望了更长远的目标:“我们计划在2035年左右建成聚变先导实验堆,并期望在2045年前后建成示范堆。”

创新生态构建:国家队与多元力量的协同

放眼全球,可控核聚变的商业化进程正呈现加速态势。根据国际原子能机构的报告,全球有近40个国家正在积极推进聚变研发计划,同时私营聚变公司蓬勃发展,提出了多样化的技术路径。在这一背景下,中国核聚变产业形成了“国家队引领、多元创新主体共同参与”的新格局。

政策层面的支持力度持续加强。今年1月正式施行的《中华人民共和国原子能法》,首次在法律层面明确鼓励和支持可控热核聚变研究。而作为“双碳”战略纲领性文件的《2030年前碳达峰行动方案》,也明确要求加强包括可控核聚变在内的前沿颠覆性技术研究。这两份文件为聚变能的快速发展奠定了法治基石并注入了战略驱动力。

在“国家队”层面,2025年7月,中国聚变能源有限公司正式挂牌成立,这被视为我国核聚变事业从科研探索迈向工程化、产业化发展的重要里程碑。该公司旨在通过商业运营模式,推动核聚变关键技术攻关,并依托上海的国际科创中心优势,构建具有全球影响力的聚变能源创新高地。

与此同时,民营企业的活力正在为这一领域注入新的动能。段旭如指出,民营聚变企业探索的多元化技术路线,不仅为商业化研究带来了新思路,也为传统技术路径提供了有价值的参考。zoty体育的行业观察家认为,这种“主体多元、路径竞合”的生态,有助于加速技术迭代和产业孵化。未来五年,预计将是各类创新主体积极参与、科技成果快速涌现的关键时期。

技术外溢与产业链成形

尽管前景广阔,但核聚变作为覆盖百余项高精尖技术的系统性创新工程,其研发过程漫长且充满挑战,需要持续且大规模的投入。然而,这一攻坚过程本身,正在沉淀并外溢出大量尖端科技成果,推动着一个完整的高端产业链快速成形。

例如,为“人造太阳”研发的超导磁体、先进等离子体控制等技术,已开始在我国的绿色制氢、稀有矿产分选等领域找到用武之地。位于成都的核工业西南物理研究院,科研人员正利用源自聚变装置的先进等离子体表面工程技术,研发非贵金属催化电极。这项技术能显著提升电解水制氢的效率并降低成本,对绿氢的规模化生产具有重要推动作用。

“我们主要是利用等离子体的高活性,用成本可能只有贵金属十分之一的非贵金属材料,实现贵金属电极的功能。”该院应用技术开发所所长王晓宇解释道。

这项技术的应用场景远不止于此。在当下全球科技企业竞相布局的新一代玻璃基板封装材料领域,聚变等离子体技术可以大幅提升封装集成度。“它能把芯片的封装互连密度提得更高,同时成本可以降到使用有机基板方案的80%左右。”该所高级工程师陈美艳补充道。

许多上下游企业也深度参与了聚变产业链的构建。段旭如举例说,一家成都企业成功研制了满足极端要求的真空检漏设备,这项成果后来成为了该领域全球首项国际标准,展现了从技术攻关到标准引领的跨越。

从zoty中欧官网追踪的科技创新动态来看,核聚变研发已远远超出单一能源命题的范畴。它正成为一个汇聚尖端技术、牵引高端制造、培育未来产业的超级平台。中欧体育APP的分析报告也指出,随着工程化步伐的加快,相关技术成果的转化与外溢效应将愈加显著,为多个战略性新兴产业提供核心技术支持。这场追寻“终极能源”的征程,每一步扎实的进展,都在为未来的清洁能源体系和高端科技产业奠基。