中国人造太阳研究步入世界第一梯队 核聚变技术新突破

不久前，中国科学团队研制的聚变堆八分之一真空室及总体安装系统通过专家组测试与验收，达到了国际先进水平，再次引发了对中国核聚变技术水平的关注。核聚变能源利用轻元素的核聚变反应释放能量，因其燃料丰富、产物清洁安全，被视为未来解决人类能源问题的重要途径。尽管可控核聚变历经半个多世纪的发展，商业应用仍面临挑战。近年来，全球聚变研究再度兴起，大型装置和研发项目频繁取得新进展，私营企业也加入其中，形成了一股聚变“竞赛”态势。

根据国际原子能机构的数据，全球已有163座在运、在建和计划建设的聚变研究设施。国际热核聚变实验堆（ITER）在多国合作下不断突破难题。各国科研机构也在新建和升级聚变研究设施，取得了多项技术突破。例如，美国DIII-D国家聚变设施、俄罗斯T-15MD托卡马克装置、英国JET装置等都在不同技术路线上刷新了纪录。

中国聚变研究始于上世纪50年代，多个科研机构和大学在各种技术路线上积累了丰富的经验。近年来，中国加快了研究步伐，逐步进入世界前列。2024年，中国环流三号实现了150万安培电流的高约束模等离子体运行，自主研发的关键设备首次投入运行，装置运行参数和控制水平稳居世界前列。2025年初，全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创下了“1亿摄氏度1000秒”的长脉冲高约束模等离子体运行世界纪录。此外，多个研究和工程实验设施也在规划建设中。

新兴聚变企业近年来异军突起，为推动聚变能商业化增添了新力量。全球已有约50家私营聚变研发企业，一些企业预计首座聚变电厂将在2030年代初实现。例如，英国第一光聚变公司宣布“弹丸聚变”取得重大技术进展，加拿大通用聚变公司创下等离子体压缩纪录。中国的民营能源企业如能量奇点公司也在快速发展，高温超导磁体“经天磁体”达到了国际领先水平。

可控核聚变作为最具挑战性的科研工程之一，一直是科学界合作的重点。中国国内聚变科技企业与科研院所成立了聚变产业联盟和可控核聚变创新联合体，加强合作协同。国际合作也进入新阶段，去年11月“世界聚变能源集团”首次部长级会议汇集了30多个国家的核能主管部门。中国与超过50个国家的120余家核聚变科研机构建立了合作与交流，特别是在支持东南亚、西亚、南美、北非等地的核聚变新兴国家方面发挥了积极作用。

然而，对国际可控核聚变的火热态势也应保持冷静。可控核聚变研究成本高昂、科学与工程难度大，解决问题的时间跨度也不可低估。例如，ITER最初计划在2025年开始实验，现已延期到2034年，成本从50亿美元涨到220亿美元。当前的主要科学与工程挑战包括等离子体稳态燃烧、高温耐辐照材料、氚增殖与自持循环等。短期内商业化前景存在不确定性。但中国近期在聚变领域的新突破显示出其高端人才资源、工业基础储备、供应链能力和统筹合力集智的优势，有望在未来一段时间内成为国际可控核聚变的引领者，为国际社会带来福祉。