中国可控核聚变技术突破：从“赤霄”到“洪荒”，引领全球能源变革

中国可控核聚变技术突破：从“赤霄”到“洪荒”，引领全球能源变革

2025年1月，中国科学院合肥物质科学研究院传来振奋人心的消息：该院成功研制出强流直线等离子体装置“赤霄”，使中国成为继荷兰之后全球第二个拥有此类装置的国家。这一突破不仅展现了中国在可控核聚变领域的技术实力，也标志着人类向“人造太阳”梦想又迈进了一大步。

“赤霄”装置的命名源自中国古代十大名剑之一的赤霄剑，寓意着其在核聚变研究中的重要地位。该装置每平方米每秒钟可极速喷射出10的24次方个粒子，一次可连续运行24小时以上。其主要功能是模拟“人造太阳”内部的等离子体粒子流冲击环境，为研发更合适的壁材料提供实验平台。

在可控核聚变实验装置中，被称为“人造太阳”的托卡马克装置内部会产生与太阳类似的核聚变反应。这种反应产生的高温、强粒子流等极端条件对反应堆材料的性能要求极高。未来，“人造太阳”要实现长时间持续发电，需要研制强度足够高的壁材料，而“赤霄”装置正是为此而生。科研人员可以利用它测试材料在类似核聚变实际运行环境下的抗热冲击、抗粒子侵蚀等能力，从而筛选和研发出更合适的“人造太阳”壁材料。

2024年6月，由能量奇点公司设计、研发和建造的“洪荒70”装置成功实现等离子体放电。这是全球首台全高温超导托卡马克装置，它的成功点亮在全球范围内率先完成了高温托卡马克的工程可行性验证，标志着中国在高温超导磁约束这一关键领域取得先发优势。

能量奇点CEO杨钊表示，高温超导对于磁约束聚变而言是一种全新的材料，用高温超导材料来建造托卡马克，控制和约束等离子体，还没有先例可循。能量奇点在核聚变领域制定了“三步走”战略：“洪荒70”只是第一步；第二步是要在2027年底建成“洪荒170”；第三步是在2030至2035年与核电业主合作，研发建设“洪荒380”高温超导聚变发电工程实验堆，实现示范性聚变发电。

中国在可控核聚变领域的研究已形成完整的体系，从基础研究到工程应用全面布局。2024年6月，可控核聚变物理前沿重点实验室学术委员会首次会议在合肥召开，中国科学院近代物理研究所詹文龙院士、中国科学技术大学赵政国院士等二十五位学术委员出席本次会议，为实验室发展出谋划策。

在实验装置方面，中国已取得多项突破性进展。新一代“人造太阳”装置“中国环流三号”在国际上首次发现并实现了一种先进磁场结构。2023年4月，我国全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒。

中国聚变工程试验堆（CFETR）项目也在稳步推进。与国际热核聚变实验堆（ITER）等国际合作项目相比，CFETR更侧重于工程技术经验的积累和应用，目标是为DEMO示范堆和未来商业堆的建造提供直接的技术和经验支持。

随着技术的不断突破，中国在可控核聚变商业化方面的布局也在加速。2024年12月，由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式成立，旨在推动我国在可控核聚变领域的研究和应用。

多家中国企业已积极投身可控核聚变商业化浪潮。能量奇点计划在2030至2035年实现示范性聚变发电，星环聚能等初创公司也在积极探索商业化聚变堆的可能。国内上市公司如联创光电、永鼎股份等已在产业链中占据重要位置，为未来商业化应用提供关键技术和设备支持。

国务院国资委宣布开展第二批中央企业原创技术策源地布局建设计划，在可控核聚变领域，将重点支持相关企业开展关键技术攻关，力争在核聚变反应堆设计、材料研发、等离子体控制等方面取得突破性进展。

中核集团已制定“三步走”路线图：第一步先做先导工程实验堆，第二步做示范堆，第三步做商用堆。目前中核集团正在积极推进第一步的前期工作，且已开展了新的研发计划，与相关方组建了创新联合体，共同推进可控核聚变工程化、商业化。

在全球范围内，核聚变产业正在经历一个蓬勃发展的阶段。据美国聚变产业协会2023年7月发布的《2023年全球聚变产业》报告显示，全球聚变公司数量从2022年的33家增长到43家，累计融资超过62亿美元。英国、美国、日本和德国等国家都推出了支持聚变能发展的新举措和项目。

中国在这一轮全球能源科技革命中已占据领先地位。从“赤霄”装置到“洪荒70”，从EAST到CFETR，中国不仅在基础研究和实验装置方面取得突破，更在商业化应用和产业链布局上展现出强劲势头。随着技术的不断进步和国际合作的加深，中国有望成为全球可控核聚变技术的重要引领者，为人类提供一种安全、清洁、高效的终极能源解决方案。

正如中国科学院院士詹文龙所言，可控核聚变技术有望彻底替代化石能源，仅需1克燃料即可产生相当于8吨石油的能量。这一突破性技术不仅环保，还能大幅降低能源成本，将极大改善我们的生活质量，减少环境污染，实现可持续发展。