擺脫歐美技術(shù)封鎖，國產(chǎn)哈氏合金實(shí)現(xiàn)噸級(jí)量產(chǎn)，聚變發(fā)電提前三年

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困擾中國核聚變事業(yè)十幾年的材料難題，最近終于被徹底攻克了。

2025年10月底，中科院金屬所傳來好消息，成功實(shí)現(xiàn)哈氏合金C276的量產(chǎn)。這東西以前只能靠花大價(jià)錢從國外進(jìn)口，現(xiàn)在我們不僅能自己造，性能還比進(jìn)口貨更出色。

并且，合肥正在建設(shè)的BEST聚變裝置，因?yàn)橛辛诉@國產(chǎn)材料加持，建設(shè)速度直接提前三年，2030年就能用核聚變發(fā)電了。這速度，比國際上同類項(xiàng)目快了將近十年。

材料這道坎，終于邁過去了

我們先從哈氏合金C276的用途說起，要是把核聚變裝置比作一座高樓，那這合金就是地基里的鋼筋混凝土，沒有它，再完美的設(shè)計(jì)也只能停留在圖紙上。在核聚變裝置里，需要用超導(dǎo)材料編織一個(gè)“磁籠子”，把上億度的等離子體“關(guān)”起來。而C276合金，就是超導(dǎo)材料“生長”的底層基礎(chǔ)，少了它根本不行。

這材料的技術(shù)要求非?？量?，厚度得控制在0.046毫米，比常見的頭發(fā)絲還要薄一半；長度要超過2000米，還得能連續(xù)卷成大卷；表面光滑得像鏡子，粗糙度不能超過20納米。

不僅如此，它還得扛住極端環(huán)境，在零下196度的液氮里，指甲蓋那么大一塊，就能承受190噸的重量，差不多是三頭成年非洲象壓在上面，還不能變形。

以前，這材料我們只能從美國買。價(jià)格貴不說，對方還經(jīng)?！翱ú弊印?，供貨不穩(wěn)定。2024年國際貿(mào)易摩擦加劇后，進(jìn)口價(jià)格又漲了一大截，采購周期動(dòng)不動(dòng)就拖大半年。國內(nèi)有些企業(yè)雖然也能做相關(guān)加工，但用的還是進(jìn)口冷軋卷材，核心技術(shù)攥在別人手里，始終不踏實(shí)。

中科院金屬所的戎利建團(tuán)隊(duì)，從世紀(jì)之交就扎進(jìn)了合金材料的研究領(lǐng)域，這一鉆就是近二十年。這次他們用上了自主研發(fā)的“材料純凈化制備技術(shù)”，說簡單點(diǎn)，就是把合金里的雜質(zhì)降到了極低水平。碳、硫這些有害元素的含量，比進(jìn)口材料還低，純凈度能達(dá)到醫(yī)用級(jí)別。

加工環(huán)節(jié)的突破更關(guān)鍵，要把這么純的合金軋成紙一樣薄的帶材，還得保證表面光潔度和強(qiáng)度，難度不亞于在雞蛋殼上雕花。團(tuán)隊(duì)一點(diǎn)點(diǎn)攻克鍛造、軋制、熱處理等技術(shù)難關(guān)，現(xiàn)在終于能批量生產(chǎn)2000米長的基帶了。這基帶拿在手里薄得像蟬翼，可隨便彎折十萬次，它都不會(huì)斷。

最讓人放心的是熱穩(wěn)定性測試結(jié)果，把這材料扔進(jìn)900度的高溫里烤五分鐘，拿出來冷卻后，強(qiáng)度還能保持在1200兆帕以上，完全不會(huì)“變軟”。東部超導(dǎo)公司已經(jīng)用這國產(chǎn)基帶，造出了845米長的超導(dǎo)帶材，性能測試數(shù)據(jù)和進(jìn)口材料做的差不多，有些指標(biāo)甚至更優(yōu)秀。

聚變裝置建設(shè)踩下油門

材料難題一攻克，聚變裝置的建設(shè)節(jié)奏立馬就快了起來。合肥的BEST緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置，在2025年10月1日就完成了件大事——杜瓦底座精準(zhǔn)落位。

這底座直徑18米、重超400噸，是裝置的“穩(wěn)固底盤”，得扛起6700噸的主機(jī)，相當(dāng)于把十多列高鐵壓在上面。安裝要求還特別嚴(yán)，落位偏差不能超2毫米，表面水平差要控在15毫米內(nèi)，甚至得在不足100毫米的窄縫里完成吊裝。

為了精準(zhǔn)搞定這個(gè)“大家伙”，工程團(tuán)隊(duì)一口氣申請了5項(xiàng)發(fā)明專利，平均每項(xiàng)專利的研發(fā)周期僅45天。底座一裝好，接下來就能安裝磁體、真空室這些核心部件，整個(gè)工程徹底進(jìn)入“快車道”。

按照最新公布的時(shí)間表，BEST裝置2027年底就能建成，2030年就能實(shí)現(xiàn)全球首次聚變發(fā)電演示。外交部發(fā)言人毛寧都在記者會(huì)上確認(rèn)過這事，到時(shí)候真能用核聚變點(diǎn)亮燈泡。這比原計(jì)劃整整提前三年，速度快得讓國際同行都驚訝不已。

為啥咱們能推進(jìn)這么快？關(guān)鍵就在于不用再看國外材料的“臉色”了。以前造超導(dǎo)磁體，單等進(jìn)口的C276基帶就得耗上半年，現(xiàn)在國產(chǎn)基帶隨用隨取，生產(chǎn)節(jié)奏完全攥在自己手里。

更值得說的是，整個(gè)聚變裝置的國產(chǎn)化率直接拉滿，杜瓦底座從特種鋼材到焊接設(shè)備，全都是“中國造”，沒有一點(diǎn)外來部件。

就比如，新奧集團(tuán)的“玄龍50U”裝置，核心關(guān)鍵部件也100%實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)。中核集團(tuán)專門搭了熱工研究臺(tái)架，把聚變堆能量導(dǎo)出的難題給攻克了。還有鑫宏業(yè)的核級(jí)電纜，能扛住60年的輻射考驗(yàn)。

國際競爭格局悄然改變

把眼光放遠(yuǎn)一點(diǎn)看，這次材料突破的意義，遠(yuǎn)不止建一個(gè)反應(yīng)堆這么簡單。全球主要國家都在爭搶核聚變這個(gè)“未來能源入場券”，誰先搞定商業(yè)化，誰就掌握了下一代能源的話語權(quán)。

國際上的情況怎么樣呢？不太樂觀。歐盟牽頭的ITER項(xiàng)目，原本計(jì)劃2025年啟動(dòng)，結(jié)果麻煩事一樁接一樁，磁體系統(tǒng)查出缺陷，連焊工資格證都有造假情況，硬生生把啟動(dòng)時(shí)間拖到了2036年才有可能實(shí)現(xiàn)全電流運(yùn)行。預(yù)算更是從最初的50億歐元，漲到了200多億歐元，翻了四倍。

美國那邊，私營企業(yè)喊得挺響。比如CFS公司融了20多億美元，說要降低成本、加快進(jìn)度。但實(shí)際上，他們的技術(shù)還停留在“偶爾成功一次，沒法穩(wěn)定重復(fù)”的階段，離實(shí)用還差得遠(yuǎn)。NIF裝置雖然實(shí)現(xiàn)了能量增益，但它走的是慣性約束路線，和我們的磁約束不是一回事，短期內(nèi)看不到發(fā)電的希望。

再看中國，核聚變產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)串成了完整的“一條龍”。上游有中科院金屬所的哈氏合金、上海超導(dǎo)和永鼎股份的超導(dǎo)帶材，成本比進(jìn)口低50%到70%；中游有西部超導(dǎo)提供鈦合金材料、聯(lián)創(chuàng)超導(dǎo)做系統(tǒng)集成，國產(chǎn)化率超過90%；下游有中核集團(tuán)的能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、鑫宏業(yè)的電纜網(wǎng)絡(luò)。

而國外造聚變裝置，得找十幾個(gè)國家湊零件，協(xié)調(diào)起來像“磨洋工”，又費(fèi)時(shí)間又耗力。但國內(nèi)不一樣，一個(gè)協(xié)調(diào)就能搞定所有配套，效率根本不是一個(gè)檔次。

更關(guān)鍵的是，中國技術(shù)路線還更先進(jìn)，BEST裝置用了第二代高溫超導(dǎo)帶材，磁場強(qiáng)度能到12-15特斯拉，比ITER的低溫超導(dǎo)技術(shù)性能還好。而且裝置體積小了40%，建造成本降了30%，功率密度反倒提高了3倍。

一步好棋帶來的連鎖反應(yīng)

哈氏合金C276實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化，影響可不止核聚變這一塊。它堪稱材料界“多面手”，既能耐強(qiáng)酸腐蝕，又能扛住高溫環(huán)境，在航空航天、化工、海洋工程等高端領(lǐng)域都大有用處。

以前這些領(lǐng)域的高端材料得靠進(jìn)口，現(xiàn)在我們能批量生產(chǎn)，一下子打通了好幾個(gè)“卡脖子”環(huán)節(jié)。比如寶武集團(tuán)用這項(xiàng)技術(shù)開發(fā)出定制化高性能鋼材，天工國際也借助它造出了中子屏蔽材料，它的應(yīng)用場景正越來越廣。

從戰(zhàn)略角度看，這是在搶占未來能源的制高點(diǎn)。現(xiàn)在全球氣候變化越來越極端，化石能源又面臨枯竭，核聚變被認(rèn)為是“終極能源解決方案”。

它的原料是氘和氚，在海水里儲(chǔ)量豐富，1升海水提取的氘，聚變后釋放的能量相當(dāng)于300升汽油。而且聚變過程不產(chǎn)生碳排放，也沒有核廢料風(fēng)險(xiǎn)，比核裂變安全多了。

誰先實(shí)現(xiàn)聚變能商業(yè)化，誰就握住了能源自主的鑰匙。中國這步棋，走得又穩(wěn)又準(zhǔn)。材料自主了、裝置建設(shè)加速了、產(chǎn)業(yè)鏈完善了，2030年用上聚變電已經(jīng)不是畫餅，而是看得見摸得著的目標(biāo)。