从科学探索到工程实践:中国可控核聚变技术迈向点亮万家灯火新征程

   时间:2026-04-02 19:11 来源:快讯作者:顾青青

在能源探索的征程中,可控核聚变研究正迎来从“科学实验”到“工程验证”的关键跨越。长期以来,科学家们致力于验证可控核聚变在科学上的可行性,目标是让地球上实现并控制类似太阳内部的核聚变反应。我国的大科学装置“东方超环”(EAST)和“中国环流三号”(HL - 3)在这一阶段成果斐然,成为科学探索的先锋力量。

EAST成功实现了1亿摄氏度、长达1066秒的稳态高约束模等离子体运行,首次完整模拟了未来聚变堆运行的核心条件;“中国环流三号”则达成离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行,成功迈过聚变“点火”燃烧的关键温度门槛。这些突破意义重大,不仅攻克了等离子体稳态控制、高功率加热等物理难题,更为工程化应用提供了坚实的科学依据和宝贵的实验数据,有力证明了“人造太阳”在科学层面的可行性。

如今,研究重心已转向“工程验证”阶段。此阶段的核心任务是将科学成果转化为能够持续、稳定发电的工程系统,如同从证明“火可以燃烧”迈向设计建造高效、安全的“蒸汽机”。

在“工程验证”阶段,我国布局明确且有力。位于合肥的紧凑型聚变能实验装置(BEST)是“急先锋”,已于2025年启动工程总装,计划2027年底基本建成。与EAST等实验装置不同,BEST聚焦工程应用,采用高温与低温超导磁体相结合的先进技术,引入人工智能进行等离子体控制,旨在打造高度集成的工程验证平台。按照规划,BEST有望在2030年左右实现“点亮第一盏灯”的目标,演示聚变发电过程,为商用发电奠定关键技术基础。

与此同时,规模更为宏大的中国聚变工程示范堆(CFEDR,原CFETR)项目也全面开展预先研究和设计。CFEDR定位为“示范堆”,目标是建成一座真正能产生电能的聚变电站原型。若将BEST比作验证发电原理的“原型机”,那么CFEDR就是通往商业化电站的“样板工程”。从BEST的工程验证到CFEDR的示范建设,我国正沿着“实验堆 - 示范堆 - 商业堆”的“三步走”战略稳步推进,目标是在本世纪中叶实现核聚变能的商业化应用。

伟大的工程离不开坚实基础。为支撑BEST和CFEDR的建设与运行,我国同步启动了聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)。这个全球领先的综合性科研平台,堪称为“人造太阳”量身打造的“超级测试场”和“部件孵化器”。它承担两大核心使命:一是研制和测试未来聚变堆主机系统的关键组件,如超导磁体、偏滤器等;二是通过技术攻关,全面掌握下一代聚变堆的关键技术体系,培养专业人才队伍,实现聚变装置全系统的国产化。

在大科学装置建设过程中,一个强大的产业链应运而生。从上游的超导材料、特种电源,到中游的真空设备、高端装备制造,再到下游的电站设计与运行,我国已构建起自主、安全、可控的核聚变能全产业链。超过200家企业、高校和研究机构协同攻关,不仅为“人造太阳”的实现提供工业基础,还将超导技术、极端制造等尖端成果应用于医疗、交通等民生领域,产生强大的技术外溢效应。

 
 
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