在成都舉辦的2025世界聚變能源集團(tuán)第二次部長級會議暨國際原子能機(jī)構(gòu)第三十屆聚變能大會上,核聚變商業(yè)化進(jìn)程成為全球媒體關(guān)注的核心議題。中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院院長助理鐘武律在接受采訪時透露,中國核聚變研發(fā)已突破關(guān)鍵技術(shù)節(jié)點,正式進(jìn)入燃燒實驗階段,距離實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電的目標(biāo)更進(jìn)一步。
據(jù)鐘武律介紹,核聚變商業(yè)化需經(jīng)歷原理探索、規(guī)模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆、商用堆六大階段。當(dāng)前中國已完成前三個階段的技術(shù)積累,新一代人造太陽“中國環(huán)流三號”裝置已具備燃燒等離子體運行條件,標(biāo)志著我國在高溫等離子體約束與控制領(lǐng)域取得重大突破。該裝置通過磁約束技術(shù)將氘氚等離子體加熱至超1億攝氏度,成功模擬出太陽核心的聚變反應(yīng)環(huán)境。
在大會展區(qū),核工業(yè)西南物理研究院專家向國際同行詳細(xì)展示了中國聚變技術(shù)研發(fā)路線圖。中核集團(tuán)科技帶頭人黃梅透露,按照“實驗堆—示范堆—商業(yè)堆”的漸進(jìn)式發(fā)展策略,我國計劃于2027年前后開展燃燒等離子體實驗,隨后啟動先導(dǎo)堆建設(shè)。若技術(shù)驗證順利,將在本世紀(jì)中葉建成首個商用核聚變發(fā)電站,這一時間表與美歐等主要核聚變研發(fā)國家基本同步。
實現(xiàn)核聚變發(fā)電仍面臨多重技術(shù)挑戰(zhàn)。首要難題在于創(chuàng)造并維持極端反應(yīng)條件:等離子體需加熱至太陽核心溫度的6-7倍,同時必須通過非接觸式約束技術(shù)防止高溫物質(zhì)熔毀容器。目前主流的磁約束托卡馬克裝置雖能短暫實現(xiàn)聚變條件,但如何提升功率增益、優(yōu)化等離子體穩(wěn)定性、延長燃燒時間仍是待解難題。全球多個大型托卡馬克裝置的實驗數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)前聚變能輸出與輸入能量比值仍低于商業(yè)化閾值。
材料與工程技術(shù)領(lǐng)域同樣存在瓶頸。聚變反應(yīng)產(chǎn)生的高能中子會嚴(yán)重輻照結(jié)構(gòu)材料,導(dǎo)致其性能退化。國際上雖已采用特種低活化鋼和鎢合金作為防護(hù)材料,但其抗輻射脆化能力仍需提升。超導(dǎo)磁體系統(tǒng)面臨制造工藝復(fù)雜、成本高昂等難題,而低溫冷卻系統(tǒng)的可靠性直接影響裝置運行效率。氚燃料循環(huán)技術(shù)涉及中子增殖、氚提取與凈化等環(huán)節(jié),每個步驟都需突破關(guān)鍵工藝。
黃梅坦言,當(dāng)前核聚變研發(fā)仍存在諸多未解難題,包括輻照材料損傷機(jī)制、燃燒等離子體物理特性、氚自持循環(huán)系統(tǒng)等。但中國科研團(tuán)隊已啟動針對性攻關(guān):在“中國環(huán)流三號”裝置上開展燃燒等離子體實驗,在核聚變技術(shù)研發(fā)基地建設(shè)堆芯材料、加熱系統(tǒng)、診斷控制等專項實驗室。通過跨學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新,科研人員正逐步攻克技術(shù)壁壘。
這位核聚變領(lǐng)域資深專家表示,最期待見證的時刻是用核聚變能點亮第一盞電燈。“當(dāng)聚變產(chǎn)生的清潔能源真正接入電網(wǎng),那將是改變?nèi)祟惸茉锤窬值臍v史性瞬間。”她透露,核西物院正通過國際合作平臺加速技術(shù)迭代,力爭讓商用核聚變發(fā)電的愿景提前實現(xiàn)。











