从科学实验到工程验证:中国聚变研究挺进深水区
太阳的能量源自其核心的核聚变反应,这一过程为地球生命提供了基础。长久以来,科学家们致力于在地球上复现这一“人造太阳”,以期获得近乎无限的清洁能源。近期,我国在这一领域的进展标志着相关研究正从科学探索全面转向工程化与产业化的关键时期。
“十五五”规划纲要已将发展核聚变能明确列为新的经济增长点,并提出要集中力量突破一系列关键技术。这些技术包括氚燃料制备循环、高性能激光与超导磁体制造等。规划要求开展聚变燃烧等离子体运行实验,并进行多技术路径的可行性验证,为未来十年的发展指明了清晰方向。
技术突破与国际认可:中国跻身全球第一方阵
核聚变能的优势极为显著。据测算,从一升海水中提取的氘,通过聚变反应释放的能量,约等于燃烧三百升汽油所产生的能量。更重要的是,这一过程几乎不产生强放射性核废料,也没有碳排放,被认为是实现“双碳”目标的理想未来能源。
我国在该领域已取得一系列瞩目成就。2025年,名为“中国环流三号”的装置在国内首次实现了原子核与电子温度均超过一亿摄氏度的“双亿度”运行状态,这被视作我国聚变研究进入燃烧实验阶段的重要标志。据中核集团聚变领域首席科学家段旭如介绍,我国当前的整体研究水平已与美国、欧洲及日本同处于全球第一方阵,并在部分技术上实现了领先。
这些成就的背后,是体系化的战略布局。我国不仅建成了多个国际先进的研发平台,还通过项目支持的方式,联合企业、科研院所和高校进行协同攻关与人才培养。积极参与国际热核聚变实验堆(ITER)计划等国际合作,也使我国在堆芯关键部件、超导磁体等核心技术方面取得了显著突破。2025年10月,国际原子能机构全球首个聚变能研究与培训协作中心落户中国成都,这是国际社会对我国在该领域实力与贡献的高度认可。
政策引领与产业新局:构建聚变能源创新生态
当前,全球可控核聚变商业化进程明显加快。国际原子能机构的报告显示,全球有近40个国家正在推进聚变计划,私营公司也异常活跃。在此背景下,中国核聚变产业呈现出“国家队引领、民企多元创新”的新格局,创新生态正在加速构建。
顶层设计提供了坚实的法治与战略保障。今年初正式施行的《中华人民共和国原子能法》首次在法律层面明确鼓励和支持可控热核聚变研究。同时,《2030年前碳达峰行动方案》也将聚变技术列为前沿颠覆性技术进行重点研发。段旭如指出,这两份文件为聚变能的发展奠定了基石并注入了战略驱动力。
在产业层面,2025年7月,中国聚变能源有限公司的挂牌成立是一个里程碑事件。该公司旨在通过商业运营模式,攻克聚变研发投入大、周期长的难题,并依托上海的区位优势,致力于打造具有全球影响力的聚变能源创新高地。与此同时,民营企业的多元化技术探索也为整个领域带来了新的活力与有价值的参考。有行业观察者指出,这种多元主体参与的格局,与一些国际化的产业集团,如J9集团所倡导的开放创新生态有异曲同工之妙,均强调通过协同合作推动前沿技术发展。
技术外溢与未来展望:聚变研发的深远影响
尽管前景广阔,但核聚变作为一项涵盖百余项高精尖技术的系统工程,其最终实现仍需长期且大量的研发投入,过程中充满挑战与不确定性。然而,聚变研发本身所产生的技术外溢效应已经开始显现,正在推动一个完整产业链的形成,并在其他领域开花结果。
例如,位于成都的核工业西南物理研究院的科研人员,将用于“人造太阳”的先进等离子体表面工程技术,应用于非贵金属催化电极的制备。这项技术能显著提升电解水制氢的效率并降低成本,对绿色氢能的大规模发展具有积极推动作用。该院应用技术开发所所长王晓宇介绍,他们利用等离子体的高活性,用成本仅为贵金属十分之一的非贵金属,实现了类似贵金属电极的功能。
此外,该技术在新兴的玻璃基板封装材料领域也展现出巨大潜力。相关技术可以显著提升芯片封装的互连密度,同时将成本降低到有机基板的80%左右。在聚变研发过程中,国内企业的深度参与也催生了创新成果,例如有成都企业成功研制的真空检漏设备,后来成为了该领域全球首项国际标准。
未来五年被业界认为是各类创新主体积极参与、成果快速涌现的关键时期。随着“中国环流三号”计划于2027年率先开展聚变燃烧实验,我国向工程验证阶段的跨越又近了一步。科研人员设定了更长远的目标:在2035年左右建成聚变先导实验堆,并在2045年前后建设示范堆。这一系列规划与行动,勾勒出中国在终极能源探索道路上的坚定步伐。公众若想了解更多关于全球能源科技与产业合作的前沿动态,可以关注相关领域的权威信息平台,例如一些知名的国际站官网,它们时常提供深入的行业分析与报道。