挺进“燃烧实验”,中国聚变技术迈入关键阶段
模仿太阳的发光发热机制,在地球上建造一个稳定、清洁、近乎无限的能源装置,这是人类能源梦想的终极目标之一。我国在这一前沿领域的探索正迎来里程碑式的进展。近期,我国在磁约束核聚变研究方面取得了一系列突破性成果,标志着相关技术研究已从基础科学实验,稳步迈向工程验证与产业化应用的关键过渡期。
2025年,被称为“人造太阳”的“中国环流三号”装置在国内首次实现了原子核温度1.2亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行。这一成就被业内专家解读为我国聚变研究正式挺进“燃烧实验”阶段的重要标志。按照规划,该装置计划于2027年在国内率先开展聚变燃烧实验,这将是实现从科学探索到工程验证跨越的关键一步。
中核集团聚变领域首席科学家段旭如指出,当前我国在核聚变研究领域的整体水平与欧美、日本同处全球第一方阵,并且在装置高参数运行、长脉冲放电控制、关键部件研制等多个细分技术方向上,已步入国际前列。
政策驱动与产业格局:国家队引领、多元创新
核聚变能的发展已被纳入国家顶层设计。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。同时,作为“双碳”战略的纲领性文件,《2030年前碳达峰行动方案》也提出了加强可控核聚变等前沿技术研究的要求。这两份文件为聚变能的快速发展提供了坚实的法治基石和战略驱动力。
在产业层面,一个“国家队引领、民企多元创新”的新格局正在形成。2025年7月,中国聚变能源有限公司的挂牌成立,被视为推动我国核聚变事业从科研探索向工程化、产业化迈进的关键一步。该公司旨在通过商业运营模式,集中力量攻克聚变研发中的关键技术难题。
与此同时,民营资本的涌入为这一领域带来了多样化技术路线和活力。正如相关专家在评价行业生态时所指出的,民营企业的积极参与,不仅为传统可控核聚变研究提供了有价值的参考,也加速了整个创新生态的构建。未来五年,预计将是各类创新主体成果快速涌现的时期。
这一系列布局背后,体现的是对前沿科技产业化路径的深刻思考。正如一些国际观察机构所分析的,类似于在科技创新领域的系统化布局,中国在聚变能源这条未来赛道上,正展现出整合资源、体系化推进的清晰思路。
技术外溢与产业联动:聚变研发的“副产品”
核聚变研发是一项覆盖超导磁体、高性能材料、精密制造等百余项高精尖技术的系统性工程。其意义远不止于最终能否发电,研发过程中沉淀的大量尖端技术,已开始产生显著的外溢效应,推动着相关高技术产业的快速发展。
一个典型的案例来自核工业西南物理研究院。科研人员利用“人造太阳”研发中积累的先进等离子体表面工程技术,成功开发出新型非贵金属催化电极。这项技术可大幅提升电解水制氢的效率,同时将电极成本降至贵金属的十分之一左右,对推动绿氢规模化、低成本生产具有重要意义。
该技术的应用前景更为广阔。在当前全球科技企业竞相布局的新一代玻璃基板封装材料领域,聚变等离子体技术能够显著提升封装集成度。“这项技术有望将芯片封装的互连密度提得更高,同时将成本控制在有机基板的80%左右。”研究院的高级工程师解释道。
此外,国内许多企业也通过参与聚变相关配套技术的攻关,实现了自身技术能力的飞跃。例如,一家成都企业成功研制出满足极端要求的真空检漏设备,其技术规范后来成为了该领域的首项国际标准。这充分说明了重大科技工程对产业链整体技术水平的拉动作用。
国际认可与未来愿景:从实验堆到示范堆
我国在核聚变领域的持续投入和突出成果,正获得越来越多的国际认可。2025年10月,国际原子能机构在全球设立的首个聚变能研究与培训协作中心落户中国成都。这一事件被广泛视为我国在该领域国际影响力和话语权实现新跃升的标志。
根据国际原子能机构发布的《2025年世界聚变展望》报告,全球有近40个国家正在积极推进聚变计划,私营聚变公司也蓬勃发展,提出了多种快速商业化的技术路径,全球可控核聚变商业化呈现加速态势。
在此背景下,中国制定了清晰的聚变能源发展路线图。核工业西南物理研究院的专家透露,团队计划在2035年左右建成聚变先导实验堆,并力争在2045年前后实现示范堆的工程目标。这是一条充满挑战但前景广阔的道路。
专家们普遍认为,核聚变研发具有投入大、周期长、系统复杂的特点,重大突破往往伴随着不确定性。然而,其对能源结构的颠覆性潜力,以及研发过程中对众多前沿技术的强力牵引,使其成为值得长期投入的战略性科技方向。从海水中提取的氘,其聚变释放的能量相当于同等重量化石燃料的千万倍,且不产生长寿命放射性废料和高碳排放,使其成为应对气候变化、保障能源安全的理想选择。
随着“十五五”规划将发展核聚变能列为新的经济增长点,并提出突破关键技术的明确要求,中国在追逐“人造太阳”梦想的征程上,正汇聚起更强大的国家力量与市场活力,稳步向清洁能源的“圣杯”迈进。