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中国按下核聚变“加速键” 三大科学装置集群攻坚“终极能源”

2026-01-13 16:02     来源:stdaily     核聚变 核技术
随着“十五五”规划建议将可控核聚变能明确纳入国家未来产业体系,中国的“追光逐日”征程正全面提速。在安徽合肥,全超导托卡马克装置EAST、紧凑型聚变能实验装置BEST和聚变堆主机关键系统CRAF三个核聚变领域的大科学装置正在形成集群力量。

走进紧凑型聚变能实验装置BEST园区,工地上机器轰鸣,现场一片忙碌的建设场景。目前,这项关乎人类未来能源的宏大工程,已经进入工程总装阶段,正在将真空室、磁体重力支撑等在内的聚变堆“心脏”部件精确安装到主机基坑内。

中国科学院合肥物质科学研究院副院长 宋云涛:紧凑型就是既要用到高温超导磁体,又要用到低温超导磁体,把高温和低温超导磁体技术都用到这个装置上。同时我们要用很多先进诊断,不要让这个装置做得太庞大。甚至我们把AI技术都用到等离子控制上,实际上整个装置做得更加集成,是为了聚变能解决面向未来聚变的应用的一系列科学和技术问题。

紧凑型聚变能实验装置BEST,是在地球上模仿太阳发光发热的原理产生能量,也就是核聚变反应,并让这种反应持续稳定运行。按计划,BEST装置力争2027年底基本建成,之后开展燃烧等离子体物理实验,在2030年左右点亮第一盏灯,为聚变能商用发电奠定关键技术基础。

核聚变第一盏灯

为何有望在科学岛点亮?

总台央视记者 帅俊全:这里就是中国人造太阳EAST的装置大厅的内部,因为现在正在进行升级改造,所以我们现在也是一次非常难得的机会能够进入这里。从2006年这个装置建成运行以来,到现在已经近20年的时间,可以说它是完全完成了它设计时的科学目标,但是科研人员告诉我们,这样的一个年纪相当于人的40岁这样的一个中青年,所以可以看到它还在不断地进行升级改造,挑战自我,向新的科学目标发起冲击。

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所副研究员 王腾:我们希望EAST能更好地支撑未来的聚变工程堆的一些预研性的工作,我们在本轮升级当中,通过内部部件和上偏滤器的更换,来验证未来紧凑型聚变能实验装置BEST的一个偏滤器的性能研究。同时我们通过内部部件的改造,扩大了等离子体的体积,使其能够拓展EAST等离子体的运行区间,比如说更大的电流,更高的储能和更高的参数。

“十四五”时期,人造太阳EAST装置先后实现稳态高约束模式等离子体运行101秒、403秒等世界纪录。2025年1月,EAST再度创造“亿度千秒”世界纪录,在实验装置上首次模拟出未来聚变堆运行所需的环境。

相对于国外核聚变研究,中国起步相对较晚,而且选择了全超导托卡马克这样一条全新的技术路线。面对国外的技术封锁和国内的技术空白,几代科学家开始了漫长的技术攻关,联合国内优势力量解决了多个“卡脖子”难题,终于建成了世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置——东方超环EAST。

宋云涛介绍,党的二十届四中全会提出的完善新型举国体制优势,正是聚变核心技术攻关取得决定性突破的关键所在,更是中国聚变要实现商用发电的硬核底气。

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所研究员 陈肇玺:19个子系统在性能参数上都是国际先进或者国际领先的,有一些是非常突出的,比如我们建设了国际上最大的超导磁体冷测试平台,力争在“十五五”期间把整个平台建设完成,发挥应有的作用。

布局聚变产业

形成新的经济增长点

在安徽合肥未来大科学城,集聚着中国核聚变研究的三大装置:全超导托卡马克装置(EAST)、紧凑型聚变能实验装置(BEST)、聚变堆主机关键系统(CRAFT)。三大装置梯次布局、协同攻关,构建起从基础研究到工程化验证的完整链条,为核聚变技术的产业化筑牢根基。

中国科学院合肥物质科学研究院等离子体所工程师 蔡其敏:在研发的过程中,我们与国内上下游的产业,已经形成了一个完整的产业链。目前这些超导技术已经应用到医学领域、交通领域、环保领域等等这些领域都起到一个很好的作用,所以目前我们也在把这些大科学工程技术,结合社会民生使用,大量成果转化,我们称之为“沿途下蛋”。

依托大科学装置建设,合肥正全力打造聚变商业的超强应用场景,集聚了从上游材料到中游关键装备制造,再到下游电站设计和运行的核聚变能全产业链。截至目前,核聚变产业链的相关企业已经超过200家。

安徽省合肥市发展改革委合肥综合性国家科学中心工作处处长 李辰:我们未来将全方位打造核聚变的重大科技基础设施集群。在推动聚变商业发电的同时,我们还要加快整个核聚变能的衍生技术的转化应用,加快布局一批培育一批重点企业,打造自主安全可控的这样一个核聚变能产业链,相信在整个的“十五五”期间会形成一个新的经济增长点。


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