事关可控核聚变 多位大咖研判

  作为人类清洁能源的终极方向之一,“人造太阳”可控核聚变的研发进程备受关注。

事关可控核聚变 多位大咖研判-第1张图片

  日前召开的2026浦江创新论坛核聚变专场传递了多重产业信号:ITER世界 项目建设稳步推进,我国聚变产业集群加速成型 ,但燃烧等离子体、特种材料、氚自持循环等科学工程挑战依旧突出;高温超导与人工智能两大前沿技术,则有望成为加速聚变研发的重要抓手。

  ITER计划总体进展完成85%

  ITER是一项总部位于法国南部的聚变试验装置,也是当前聚变领域最大的世界 合作项目 。ITER目标是在2035-2039年间进行氘氚燃烧实验 ,为下一代示范堆奠定基础。

  ITER世界 组织副总干事罗德隆在会上介绍,ITER项目整体建设完成约85%。项目整体进展比2024基准提前7个月 。其中,主机关键部件如环向场线圈(18个) 、中心螺线管模块等已陆续交付或安装;真空室由9个扇形段组成 ,其中8个已运抵现场,最后一个预计近期到达。

  中国聚变是我国央企聚变未来能源产业的实施主体,遵循“实验堆-示范堆-商业堆”三阶段发展节奏 ,确保聚变关键技术分批攻克,核心参数持续提升,建堆风险逐步释放。

  中国聚变总工程师钟武律介绍 ,公司当前重点任务为:着力构建两域三极发展格局 ,加快聚变科学研究与工程设计,建设统一的数字化研发平台,加速聚变大科学实验、高温超导磁体和聚变材料研发等技术突破 ,在2030年前具备聚变工程实验堆建造条件 。

活动现场林玉莲摄

  中国聚变正依托上海、成都“两地三区 ”的空间布局推进研发。上海聚变科学研究中心重点布局聚变堆总体设计和系统集成 、高温超导磁体研制与验证装置、数字聚变堆研发等“三大业务”。其中,中国环流四号是全球首个高温超导强场稳态燃烧聚变装置 。成都聚变科学实验中心加快中国环流三号改造升级,目标为实现我国首次磁约束核聚变燃烧实验 ,达到10MW级聚变功率输出,成都天府聚变技术研发中心主要开展聚变堆技术研发、关键系统测试验证和关键部件研制任务。

  近来 ,上海聚变科学研究中心一期开工 ,成都聚变科学实验中心进入工艺系统调试安装,天府聚变技术研发中心一期建成投用 、二期开工。

  产业集群形成

  核心挑战待解

  中国世界 核聚变能源计划执行中心副主任王敏表示,我国自1950年代末开始核聚变研究 ,近来 国内共有19座(据不完全统计)聚变装置在运行或建设,合肥、上海、成都等地已集聚形成聚变创新产业集群 。

  当前,我国不断强化核聚变能领域顶层设计与政策部署 。《中华人民共和国原子能法》提出 ,鼓励和支持受控热核聚变的科学研究与技术开发;“十五五”规划纲要明确 ,推动氢能和核聚变能等成为新的经济增长点;可控核聚变也被纳入国家“十五五 ”规划109项重大工程项目,作为前沿技术重点攻关。

  经过多年攻关,我国在核聚变物理 、关键材料研发、核心部件研制、聚变堆工程设计等关键核心技术上取得一系列突破。但距离核聚变能商业化落地仍有重重关卡 ,行业既要攻克燃烧等离子体稳态自持运行 、耐高能中子轰击及高热负荷材料 、氚增持与自持循环三大科学问题,还要破解强场高温超导磁体、等离子体运行与控制、热量传导等三大工程技术挑战 。

活动现场林玉莲摄

  “比如研发可长时间承受14MeV聚变中子辐照 、耐受高热负荷的材料与部件,实现聚变堆氚燃料自给自足 ,都还需要持续的大规模投入。”钟武律称。

  技术瓶颈之外,商业化还面临诸多非技术层面的现实阻碍 。诺瓦聚变创始人郭后扬表示,聚变能源走向产业化 ,除了攻克各类技术难关,还要直面研发周期长、投入高、风险突出 、复合型人才供给不足等难题。

  “现阶段全球聚变技术路线尚未收敛,国内应当坚持多条技术路线并行探索 ,拓宽技术突破的可能性。”郭后扬说,国家队深耕托卡马克路线,聚焦大型集中式基荷能源布局 ,是为国家能源安全“守正 ”;诺瓦聚变则以FRC-SMR小型模块化路线 ,精准捕捉AI算力5–10年窗口期的分布式能源缺口,是为中国聚变产业“出奇” 。守正与出奇,共同构成中国聚变能源的完整拼图。

  高温超导和人工智能带来机遇

  高温超导与人工智能两大前沿技术 ,正成为可控核聚变研发迭代的重要抓手与发展机遇。

  高温超导磁体被视为可控核聚变装置的“心脏部件” 。业内普遍认为,高温超导技术有利于提升聚变堆功率密度、推动聚变装置小型化、加速产业化进程。

  以仿星器路线为例。上海交通大学未来能源研究院院长 、鸿鹄未来能源联合创始人林志宏表示,仿星器无需驱动等离子体大电流 ,具备稳态运行、规避等离子体破裂风险的先天优势,但线圈构型很复杂,传统设计迭代成本很高 。人工智能和高温超导的技术进步 ,大幅提升了仿星器的工程可行性 。

  据悉,中国聚变正打造自主可控的聚变工业软件体系,强化聚变专用算法、模型 、高质量数据供给 ,全方位推进AI赋能聚变瓶颈技术突破、装置研发迭代和先导技术验证,实现聚变装置研发精度提升、迭代周期压缩,支撑聚变堆设计 、建造 、运维。

  中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛介绍 ,中国科学院等离子体物理研究所已建立基于专家模型的AI等离子体控制框架 ,自主等离子体智能控制系统“灵枢 ”支持超24小时稳态运行。

(文章来源:上海证券报)

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