在央视春晚合肥分会场的舞台上,一座“夸父”雕像的精彩呈现,让公众的目光迅速聚焦到可控核聚变这一被誉为“人造太阳”的能源梦想之上。它如同一个闪耀的信号,预示着人类在能源探索领域正迈向新的征程。
近期,可控核聚变领域捷报频传。2月2日,中国商业核聚变公司能量奇点打造的“洪荒70”高温超导托卡马克装置,成功实现了长达1337秒的稳态等离子体运行,这一成果为人类掌控核聚变能量迈出了坚实的一步。2025年1月,我国全超导托卡马克实验装置EAST也不甘示弱,实现了1亿摄氏度、1066秒的稳态等离子体运行,再次刷新了纪录。而在2025年4月7日,美国的“国家点火装置”NIF在其第八次点火实验中,取得了激光聚变“输出能量大于输入能量4倍”的重大突破。目前,全球正在运行、建设或规划的可控核聚变装置数量已超过160座,这一庞大的数字彰显着各国对这一能源领域的重视与投入,“人造太阳”正加速从梦想照进现实。
那么,究竟什么是可控核聚变呢?它还有一个广为人知的俗称——“人造太阳”。其原理并不复杂却充满魅力,就是模仿太阳的能量产生方式,让氢原子核在极高的温度下发生碰撞融合,从而释放出巨大的能量。氢弹也是核聚变的产物,但它的能量释放是瞬间且不可控的爆炸。而可控核聚变就像是给核聚变安装了一个“精准的刹车系统”,能够让能量平稳地输出,转化为日常生活中可以使用的电能。
“人造太阳”所使用的燃料是氢的同位素氘和氚。当它们发生聚变产生能量时,不会产生任何污染,是当之无愧的“清洁能源天花板”。然而,要在地球上复刻太阳的能量产生过程并非易事。其核心难点在于如何长时间、稳定地约束住温度高达上亿度的等离子体。简单来说,就是要把燃料加热到极致的高温,然后将其牢牢“困住”,让原子核有足够的时间进行碰撞融合。
可控核聚变从诞生之初,就被人类视为未来能源的终极解决方案,因为它几乎集齐了完美能源的所有优点。首先,它的能量密度极高。仅仅1克核聚变燃料释放出的能量,就足够一个普通人使用60年。其次,燃料资源丰富。氘可以直接从海水中提取,全球海水中的氘含量,足够人类使用几百万年;氚虽然在自然界中不存在,但可以通过地球上广泛存在的锂元素转化而来,完全不用担心燃料短缺的问题。再者,它安全又环保。核聚变不会像核裂变那样产生高放射性的核废料,其产物主要是无毒无放射性的氦气。而且,核聚变反应对条件要求极为苛刻,只要稍微偏离设定的条件,反应就会自动停止,安全系数极高。一旦可控核聚变实现商业化应用,人类将彻底摆脱对化石能源的依赖。
放眼全球,“人造太阳”的研究进度正在不断加快。美国已经实现了激光聚变能量的“产出大于投入”,一些民营企业甚至已经开始着手建设商用聚变电厂。法国的国际热核聚变实验堆项目也在稳步推进,为2028年的初始实验做好了充分准备。英国、日本等国也纷纷制定了计划,力争在2040年前实现聚变发电。
我国在这一领域也有着明确且宏大的目标。中国聚变能源有限公司明确表示,将在2035年建成我国首个工程实验堆,2045年左右建成我国首个商用示范堆。目前正在建设的紧凑型聚变装置BEST,更是力争在2030年实现全球首次聚变发电演示。科学界的主流观点认为,在21世纪中叶,人类有望实现可控核聚变的商业化发电。正如在央视春晚合肥分会场,中国工程院院士万元熙坚定地表示:“核聚变的‘太阳’,必将点亮万家灯火。”












