闲言碎语之六十九我国人造太阳进展到哪一步了

younger

我国人造太阳进展到哪一步了

安徽合肥，BEST装置主机大厅内，杜瓦底座这个巨型“高真空保温瓶”已精准落位，标志着我国聚变能开发进入新阶段。在安徽合肥的“夸父”超级工厂里，BEST装置正以两年倒计时的步伐迈向2027年底的建成目标。这个紧凑型聚变能实验装置，将在全球范围内首次实现聚变能发电演示。更令人振奋的是，到2030年，我国有望通过核聚变点亮第一盏灯。

一、技术突破：从跟跑到领跑

中国核聚变研究起步于1960年代，先后建造了多种类型的磁约束聚变研究装置。从中国环流器一号、新一号到二号A装置，中国在核聚变研究的道路上树立了一座座里程碑。2020年12月，我国自主研制的新一代“人造太阳”中国环流器二号M（HL-2M）在成都建成并实现首次放电，标志着我国正式跨入全球可控核聚变研究前列。HL-2M是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，等离子体离子温度可达1.5亿摄氏度，相当于太阳芯部温度的近10倍。这一突破使中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术，为核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础。

二、 东方超环：稳态运行的领跑者

位于合肥的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST），俗称中国“人造太阳”，在核聚变研究领域持续创造奇迹。2025年1月20日，EAST再次创造托卡马克装置新的世界纪录——首次实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行。千秒量级，是聚变反应实现稳定的重要基础。但运行时间越长，约束等离子体的难度就越高。此次实验超越千秒，意味着人类首次在实验装置上模拟出未来聚变堆运行所需的条件，对未来聚变堆的建设运行具有重大意义。而早在2023年4月，EAST就成功实现了稳态高约束模式等离子体运行403秒，刷新了当时的世界纪录。

三、双亿度突破：中国环流三号的壮举

位于成都的“中国环流器三号”同样不甘示弱，在2025年3月首次实现了原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”运行。这一成就展示了我国在不同技术路线上开展核聚变研究的实力。“双亿度”运行意味着装置内部不同粒子的温度都达到了亿度级别，为理解聚变等离子体物理提供了宝贵数据。目前，中国环流三号已于2023年年底面向全球开放，2024年首轮国际联合实验就吸引了法国原子能委员会、日本京都大学等全球17家机构、科研院所和高校参与。

四、 终极挑战：磁笼束缚上亿度等离子体

“人造太阳”面临的最大技术挑战之一是：如何将上亿摄氏度的高温等离子体约束在有限空间内？地球上没有任何材料能直接承受1亿摄氏度的高温。科学家们研发出托卡马克装置，利用强磁场形成环形“磁笼”，将高温等离子体悬浮在真空室中央，使其与容器壁完全隔离。在BEST的未来托卡马克主机系统安装区域，1亿摄氏度的高温等离子体要与零下269摄氏度的低温共同存在一个罐体里面。这种极端环境对工程技术提出了前所未有的要求。中核集团核工业西南物理研究院将人工智能模块应用于核聚变装置的控制运行，有效解决了部分控制问题。

五、夸父工厂：打造聚变能发电示范装置

“聚变堆主机关键系统综合研究设施”（又称“夸父”工厂）是建造BEST的超级工厂，由14栋单体建筑构成，每栋都是某一关键领域的超级实验室。这个设施正在验证和设计制造与可控核聚变相关的19个子系统。“夸父”核心组件——八个“橘子瓣”将组成未来“人造太阳”的“锅炉”，为上亿度等离子体运行提供真空环境。与此同时，强流直线等离子体装置“赤霄”每平方米每秒钟可极速喷射出10的24次方——即亿亿亿个粒子，一次可连续运行24小时以上，检测“人造太阳”壁材料。这些大科学装置共同构成了中国核聚变研究的强大基础设施。

六、国际合作：中国贡献赢得尊重

中国不仅是自主研发，还积极参与国际热核聚变实验堆（ITER）计划，这是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。ITER组织总干事巴拉巴斯基评价：“中国在‘人造太阳’计划中发挥了至关重要的作用。”

自2006年正式签约加入ITER组织以来，中方始终恪守国际承诺，中国企业和科研人员勇挑重担，承担了多个采购包的制造任务。涉及磁体支撑系统、磁体馈线系统、电源系统、辉光放电清洗系统、气体注入系统、可耐受极高温度的“第一壁”等核心关键部件。2024年2月29日，ITER组织与中核集团中核工程牵头的中法联合体正式签署真空室模块组装合同。这是继成功安装托卡马克装置后，中方牵头的团队再次承担ITER核心设备安装任务。

七、能源梦想：取之不尽的高效能源

核聚变由氘、氚离子聚合成氦，聚合中损失的质量转化为超强能量，这和太阳发光发热原理相同。核聚变能具有显著优势：能量密度更高，材料几乎取之不尽，污染低安全性高。科学家估计，1升水通过核聚变“释放”的能量相当于燃烧300升汽油的能量。氘氚聚变被认为是核聚变能源最具前景的选项。氘可以从海水中提取，氚可以通过锂再生，而地球上锂的储量足够人类使用万年之久。

我国核能发展实施“热堆-快堆-聚变堆”三步走战略，将聚变能作为解决能源问题的最终一步。

八、未来展望：从实验装置到点亮一盏灯

根据计划，BEST装置将于2027年底建成，并在全球范围内首次实现聚变能发电演示。如果一切顺利，到2030年，中国有望通过核聚变点亮第一盏灯。这将是一个历史性时刻，标志着人类向彻底解决能源问题迈出关键一步。

下一代“人造太阳”中国聚变工程实验堆已完成工程设计，未来瞄准建设世界首个聚变示范堆。中国正在研究布局一体化核聚变研究创新体系，打造国家级核聚变研究平台，全面促进我国核聚变事业由并跑向领跑迈进。

今天，中国的“人造太阳”已能实现1亿摄氏度1066秒的稳态运行，而新一代的BEST装置正在紧张建设中。到2030年，当第一盏由核聚变点亮的灯发出光芒时，人类文明或将迎来一个全新的能源时代。