我国可控核聚变技术实现历史性突破 "人造太阳"双装置同步跨越亿度大关

问题——能源转型迫切需要“更清洁、更稳定、更可持续”的供给方案;当前全球能源体系仍高度依赖化石能源,碳减排压力与能源安全挑战交织,清洁电力占比提升、系统稳定性增强成为各国共同课题。鉴于此,可控核聚变因燃料来源相对充足、排放低、安全特性突出,被视为未来能源技术的重要方向之一。但聚变从科学概念走向工程应用,长期受制于高温等离子体的获得与维持、稳态运行、能量约束提升等关键门槛。 原因——聚变的难点于同时满足多项极限条件的耦合约束。要让聚变反应持续发生,需要在强磁场约束下将等离子体加热到上亿摄氏度,并在高约束模式下保持足够长时间的稳定运行,同时实现足够高的密度与能量约束,使关键综合指标持续提升。这不是单一设备性能的比拼,而是材料、超导、真空、加热、电源、控制、诊断等系统能力的综合较量,任何一环不足都可能导致放电中断或性能回落。 影响——我国装置在关键参数上实现协同提升,为聚变工程化验证提供更接近“未来堆工况”的实验基础。最新进展显示,我国两大“人造太阳”相继取得突破:全超导托卡马克装置EAST在1亿摄氏度条件下实现1066秒稳态高约束等离子体运行,继续逼近未来聚变堆对“长脉冲、稳态、高性能”的核心要求;新一代装置“中国环流三号”(HL-3)实现离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度“双亿度”运行,并同步达到100万安培等离子体电流与高约束模式,使有关综合性能指标明显提升,整体水平进入国际第一梯队。相关成果入选“中国科学十大进展”,也反映出该领域在国家科技布局与未来能源战略中的重要位置。 对策——以大科学装置为牵引,打通“基础研究—关键装备—系统集成—迭代验证”的创新链条。聚变突破的背后,是长期投入与体系化攻关的结果。一上,高频实验迭代验证不可或缺。以EAST为例,长期积累的大量实验为稳态控制、边界物理、能量约束优化提供了数据与经验,使性能提升从“偶发峰值”走向“可复制、可持续”。另一方面,关键装备的自主可控是跨越门槛的重要支撑。高功率加热与电流驱动、精密控制、以及高时空分辨率诊断能力的提升,使高温等离子体的产生、维持与稳定调控更可预期,也为下一阶段更高参数运行与“燃烧实验”奠定基础。更重要的是,通过系统工程方法对超导、低温、真空、供电与控制等复杂子系统进行协同优化——提升整机可靠性与可用性——才能支撑长时间稳态运行目标。 前景——聚变不仅关乎未来电源形态,也将带动高端制造与战略性新兴产业发展。可控核聚变一旦实现商业化,将为构建清洁低碳、安全高效的能源体系提供新的技术路径。同时,聚变装置对极端工况的要求将持续牵引关键产业能力升级,包括低温超导、极端制造、精密测量与控制、高可靠电源与功率器件、先进材料与真空工程等。这些技术的外溢效应有望在高端装备制造、先进能源装备、科学仪器等领域形成新的增长点,推动产业链向高端化、智能化、绿色化迈进。 面向下一步,业内普遍认为,聚变研究将继续围绕更高温度、更长时间、更强约束、更高可靠性等方向推进,并在实验堆、示范堆等工程化路径上稳步布局。在坚持自主创新的同时,聚变作为全球性科学工程,也需要在开放合作框架下开展标准、实验与数据层面的交流互鉴,加快关键问题的解决与工程验证进程。

中国“人造太阳”项目的重大进展,表明了我国在聚变领域的研发能力,也显示出面向未来能源的战略布局;随着涉及的技术不断成熟、产业链合力推进,可控核聚变有望成为破解能源难题的重要选项,并为全球绿色发展与零碳未来提供更清晰的路径。