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| 人類“終極能源”真要來了！聚變能“十年可期”，底氣從何而來 |
| 來源：文匯報 時間：2025/9/23 |
對于聚變能源的技術探索，上世紀五六十年代就已興起。但有關“終極能源”何時造福人類的答案，似乎一直停留在“再等50年”。
在昨天舉行的2025浦江創新論壇“未來能源：可控核聚變論壇”上，清華大學長聘副教授、星環聚能創始人兼首席科學家譚熠提出聚變能“十年可期”。就在一天前，中國科學院院士、上海交通大學李政道研究所所長張杰在浦江創新論壇主論壇上透露，上海將建首座聚變能商業電站，預計2030年前后完成所有關鍵技術研發，有望于2045年實現商業運行。
從學界到業界，種種跡象表明，“聚變能成真”正一步步迫近。正如譚熠所說，人們之所以會形成“永遠50年”的印象，根本原因在于社會對聚變能的需求并不迫切，導致投資減少、資源受限。他引用“托卡馬克之父”列夫·阿齊莫維奇的一句話表示：“當整個社會都需要的時候，聚變就會實現。”
國內外并進，可控核聚變發展提速
可控核聚變有“人造太陽”之稱，即以超高溫度將原子核合并，釋放巨大能量。所謂“磁約束聚變”，就是通過超強磁場來束縛熾熱的等離子體。科學界的主流選擇是制造形似甜甜圈的“托卡馬克”磁約束裝置，中央是環形真空室，外面纏繞多組線圈。1985年發起的國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃，正是采用了全超導托卡馬克技術路線。2006年，中國加入ITER，至今仍在為該項目挑大梁。
論壇現場，ITER國際組織副總干事羅德隆介紹了項目最新進度。在零部件層面，ITER的19個環向場線圈已全部完成，6個極向場線圈也均已完成并交付。至于真空室，韓國已生產并交付所有4個扇段部件，歐盟于去年10月交付了第一個，第二個已于今年3月完工。
經歷一段時期的拖延后，ITER組裝工作于2023年重啟，真空室第6、第7區段模塊組裝已于今年完成，分別吊裝到托卡馬克中。此外，去年12月18日，主控室進行了首次測試。
除了參與國際合作項目，我國聚變能源領域也在加快布局。7月，中國聚變能源有限公司在上海掛牌成立，標志著我國可控核聚變進入規模化發展新階段。論壇現場，中國聚變總經理張立波介紹了研發進展。
在建院60年的核工業西南物理研究院基礎上，中核集團牽頭組建中國聚變。今年3月，西物院自主研發的新一代人造太陽“中國環流三號”突破“雙億度”，離子溫度達到1.2億度，電子溫度達到1.6億度。成果背后，是中性束加熱、電子回旋波等關鍵技術的突破，相關裝置已達到國際先進水平。
張立波指出，公司下一步的主要任務是“一目標、三支柱、一平臺”，即主抓大科學實驗、高溫超導磁體研制及聚變堆材料研發，借助數字化研發設計平臺，建設聚變工程實驗堆。
AI+高溫超導，破解三大技術挑戰
在地球上“制造太陽”談何容易？論壇現場，專家們不約而同談到聚變能源的技術難題。
當前，一些主流聚變項目基于“氘氚聚變”，即以輕原子核（氘和氚）結合成氦，釋放出巨大能量。對于這條相對最容易實現的路徑，復旦大學現代物理研究所、核科學與技術系教授許敏表示，氘氚聚變面臨三大挑戰，即燃燒等離子體穩態運行控制、耐高能中子輻照與高熱負荷材料、氚循環及氚自持。此外，托卡馬克固有的多變量特點、邊界條件的敏感多變，以及運行規律和物理機制尚不完全清晰，都對運行控制構成巨大挑戰。
面對技術難題，與會專家提到兩條破解之道：人工智能與高溫超導。
許敏指出，在AI賦能下，可實現對等離子體撕裂的預測，并能夠及時監測、調控磁場，以防止等離子體撕裂。此外，對于聚變相關材料，AI能夠完成機理研究，進行材料初篩，加快科研進程。
能量奇點公司首席執行官楊釗表示，智能實時控制系統能夠提升等離子體性能，實時不穩定性仿真能夠降低運行風險和調試成本，智能化測量可減少測量需求、降低測量成本。
高溫超導技術則能讓聚變裝置小型化、緊湊化。楊釗指出，高溫超導磁體可提供更強磁場，在實現高聚變三乘積的前提下，大幅縮小裝置尺寸，降低建造成本，縮短建造時間，從而顯著提升裝置性價比，加速實現聚變能源商業化。
聚變能源沖刺，不需要等到“萬事俱備”
身為高溫超導托卡馬克一體化解決方案提供商，能量奇點公司建成運行全球首臺全高溫超導托卡馬克“洪荒70”，成功研制全球最高場強大尺寸高溫超導D形磁體“經天磁體”。
作為一家商業公司，能量奇點2年內完成了洪荒70的研發、建造和運行，創造了全球超導托卡馬克研發建造最快紀錄。而洪荒70不僅是全球4臺全超導托卡馬克裝置之一，更是首臺由商業公司研發建造的全超導托卡馬克。
事實上，近年來國內外商業公司不斷發力。論壇現場，法國CEA聚變研究機構負責人、法國原子能中心磁約束聚變所所長杰羅姆·布卡洛西介紹，在歐洲及世界各地，聚變能源創業公司已形成“生態系統”。據美國聚變行業協會的數據，全球現有超過45家相關企業，私人投資總額已突破70億美元。歐洲各國也陸續成立聚變行業協會，促進科技和金融領域的行業內合作。
商業公司紛紛進場，意味著聚變能源領域已初現商機。而商機的出現，意味著公眾對于聚變能源的需求變得愈發急切。
譚熠認為，近年來，對綠色能源的迫切需求推動了聚變能源領域的快速發展，這是“十年可期”的最大理由。而國內外新裝置、新設施的密集建成，也讓整個行業在經歷長時間的發展停滯后，再次呈現生機勃勃的創新局面。
他坦言聚變能源仍面臨諸多挑戰，但其快速解決之道就在于不斷迭代開發。譚熠打了個比方，雖然嬰兒的肌肉力量不強，神經系統也不完善，走起路來磕磕絆絆，但每個人都是從蹣跚學步一路走來，且越走越穩。在聚變能源領域，不需要等待“萬事俱備”，完全可在發展中解決問題。
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| 責任編輯：myadmin |
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