在核聚变研究领域,上海临港新片区近日取得了一项具有里程碑意义的进展。能量奇点能源科技(上海)有限公司自主研发的全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”,成功实现了1337秒的稳态长脉冲等离子体运行,这一成就使其成为全球唯一在商业核聚变领域实现千秒级长脉冲运行的企业,远超此前商业公司百秒级的运行水平,为核聚变的商业化进程按下了加速键。
核聚变因其模仿太阳的热核反应原理,被科学家誉为“人造太阳”。其燃料氘和氚可从海水中大量提取,且聚变产物无放射性,被认为是解决人类能源和碳排放问题的终极方案。托卡马克装置是实现磁约束核聚变的核心设备,而“洪荒70”则通过高温超导材料制成的线圈形成强大稳定的磁场,构建了一个无形的“磁笼”,将超高温聚变燃料约束在真空腔体中央,避免了燃料与装置内壁接触导致的损耗。
目前,全球已建成超过百台托卡马克装置,但正在运行的全超导装置仅有四台,其中三台采用上一代低温超导材料。“洪荒70”是唯一一台全高温超导材质的设备。高温超导材料具有高临界温度、高临界磁场和高载流能力等优势,能够将聚变堆的体积缩小至传统装置的几十分之一,从而大幅加快商业化进程。此次千秒级运行不仅回应了行业对高温超导材料的质疑,更证明了该技术路线在聚变装置上的工程可行性和稳定性。
值得一提的是,“洪荒70”的国产化率接近96%,拥有完全自主知识产权。从整体设计到磁体、控制算法等核心环节,均由能量奇点团队自主完成。其真空室、冷屏等关键设备由临港本地的上海电气核电集团提供,超导磁体材料则来自上海超导科技。临港的产业链优势为突破国外技术封锁奠定了基础。截至突破千秒级运行前,“洪荒70”已进行了5755次实验,AI等离子体反馈控制技术的应用实现了对等离子体参数的毫秒级精准调控,进一步提升了装置运行的稳定性。
这一技术突破的背后,是一支年轻的科研团队。能量奇点创始人、CEO杨钊是一位32岁的90后科学家,拥有北京大学物理系本科和斯坦福大学理论物理博士学位。2021年,他创立了我国首家聚变能源商业公司。目前,技术攻关团队约有150人,其中博士占比13%,硕士占比24%,平均年龄不到35岁。这支年轻队伍创下了全球超导托卡马克装置研发建造的最快纪录。
“洪荒70”项目于2022年3月正式启动,2024年3月在临港完成建设,同年6月实现首次等离子体放电。尽管当时运行时间不足1秒,但验证了装置所有子系统的基础可行性。为实现长脉冲运行,团队随即启动二期升级,完成了耐热辐射第一壁部件、电流驱动与加热系统、诊断与控制算法三大关键系统的优化,使装置脉冲时长从1秒逐步提升至100秒、300秒,直至2026年2月突破1337秒。
在杨钊看来,千秒级突破是对团队全系统能力的综合检验,但核聚变商业化仍面临诸多挑战,如等离子体精准控制、能量净增益、耐辐照材料等。Q值是衡量核聚变能量增益的核心指标,输出与输入能量持平为Q=1,而Q>10才具有商业价值。目前,能量奇点正对“洪荒70”进行算法与设备升级,同时启动下一代装置“洪荒170”的设计,计划2028年建成,核心目标是实现Q>2的高能量增益。
临港新片区正全力打造核聚变产业生态,除能量奇点外,还落地了诺瓦聚变等企业,同时引入高温超导材料、电源系统等上下游企业完善全产业链。杨钊表示,若一切顺利,10年内人类或将迎来可控核聚变发出的第一度电。这群中国青年正以技术攻坚,将“人造太阳”的科幻愿景一步步变为现实。











