1066秒！中國"人造太陽"打破紀錄，離點亮第一盞燈還有多遠？

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中新社記者走進中國多家核聚變研究院所和企業，大家最關心的兩個問題來了：“人造太陽”的第一盞燈到底什么時候能點亮？距離它商業化應用，我們還需要等幾年？其實，答案可能比我們想象中要近。

技術難關正在被逐個攻破

想讓核聚變持續發生，難度到底有多大？用“磁場籠子”把上億度的等離子體“關”起來，光聽著就像天方夜譚。但中國科學家不僅做到了，還在不斷延長這個“關押”時間。

在四川的中國核聚變博物館里，“中國環流三號”的中心柱靜靜陳列著。這個最重的單體部件，可是承擔著國內規模最大核聚變裝置的核心使命。

今年5月，這臺裝置一下子實現了三個關鍵指標：等離子體電流達到100萬安培，離子溫度突破1億攝氏度，還能在高約束模式下穩定運行。更重要的是，聚變三乘積達到了10的20次方量級，這個數字直接創下了中國聚變裝置運行的新紀錄。

這里要解釋下，聚變三乘積到底是什么？說白了，就是等離子體的密度、溫度，再乘以它被約束住的時間。只有這個數值夠高，聚變反應才能進入“自持燃燒”狀態。反應自己產生的能量，就夠維持后續反應了，不用再靠外部一直加熱。這一步特別關鍵，是聚變從實驗室真正往發電站邁進的核心門檻。

在河北廊坊的新奧能源研究院，還有條不一樣的技術路線，“玄龍-50U”裝置。它是個球形環結構，中間藏著個特殊“燃燒爐”，用的是氫硼燃料。今年4月，這臺裝置還創下了紀錄，實現了國際上首次百萬安培氫硼等離子體放電。

氫硼聚變的優勢很突出，它反應不會產生中子，這就意味著幾乎沒有放射性污染，而且氫和硼的來源都很豐富。雖然它需要的溫度更高，得達到太陽核心溫度的200倍，但一旦突破這個難關，商業化的前景會更廣闊。

工程難題正在被逐一解決

核聚變能產生巨大的能量，但怎么把這些能量安全又高效地導出來，再轉化成電能？

10月中旬，核工業西南物理研究院傳來好消息，他們搞定了一套研究聚變能量導出的“硬核裝備”，專門測液態金屬和氦氣的熱工性能。這套系統本事不小：液態金屬臺架能扛住4特斯拉強磁場和550℃高溫，參數跟真實聚變堆芯看齊；氦氣臺架更猛，12兆帕高壓加500℃寬溫域都能穩定干活，妥妥的工程級實力。

更讓人提氣的是，三項關鍵設備都實現了國產化創新。自主研發的電磁軸承氦氣主風機，轉子是“懸空”運行的，一點磨損都沒有。還集成了高效又緊湊的印刷電路板式換熱器。關鍵閥門用了金屬波紋管密封技術，系統漏率低到幾乎可以忽略。聚變從原材料到產品，我們自己能全鏈條供應，再也不用依賴外部了。

材料問題也特別關鍵，上億度的高溫能讓絕大多數材料瞬間融化。托卡馬克靠磁場讓等離子體懸浮，不接觸容器壁，但第一壁材料還是得承受極端熱負荷和高能粒子轟擊。

真空室用雙層耐輻照不銹鋼，中間抽真空當保溫層，外層還加了冷屏。這樣既能阻止內部上億度高溫的能量往外跑，又能幫外部磁體線圈維持零下269攝氏度的低溫，好觸發超導效應。

在安徽合肥，BEST緊湊型聚變能實驗裝置的建設也在提速。今年10月，重達400余噸的杜瓦底座成功安裝就位，落位位置偏差控制在2毫米以內。這個底座將承載總重約6700噸的主機，是整個裝置的基礎。BEST預計兩年后建成，將在全球范圍內首次實現聚變能發電演示。到2030年，有望通過核聚變點亮第一盞燈。

中國正在改寫聚變版圖

回頭看中國核聚變研究的歷史，起步不算早。上世紀60年代，四川樂山成立了585所，專門研制“環流”系列常規導體托卡馬克裝置。到了80年代初，等離子體所拿到蘇聯T-7裝置的核心部件，把它改造升級成了HT-7。進入21世紀，HT-7裝置的放電脈寬做到了400秒，還刷新了當時的世界紀錄。

真正的跨越，是在EAST裝置建成之后。2006年投入運行以來，這臺全球首個全超導托卡馬克裝置，累計完成了超過15萬次等離子體運行實驗。從60秒到100秒，再到400秒，直到今年1月的1066秒，每一次突破，都代表著我們技術能力的提升。

在國際合作中，中國的表現也很搶眼。作為ITER計劃的七方成員之一，中國承擔了近75%分配給我們的研發任務。今年，我們如期交付了多個大型裝備部件，還提前完成了兩項核心設備的安裝任務。

隨著民營企業的加入，也讓中國聚變研發有了新格局。新奧集團2018年開始布局聚變技術，2022年確定了球形環氫硼聚變路線。短短幾年時間，就從沒有一個聚變技術人員，發展到組建起近300人的研發團隊，建成了“玄龍-50”，后來又升級成“玄龍-50U”，現在整體參數國際領先的“和龍”裝置也在建設中。

聚變能被喊成“終極能源”，不是沒有道理的。從一升海水里提取的氘，聚變釋放的能量能頂300升汽油燒，燃料幾乎取之不盡，反應時又干凈安全，還不會產生高放射性核廢料，簡直是能源里的理想型。

不過難度大到國際上都傳“聚變永遠還有50年”。現在，中國科學家們正用實際行動打破這個“魔咒”，“人造太陽”的光芒離我們越來越近，這束光，會不會比我們所有人期待的，還要更早照亮生活呢？