在能源需求持續(xù)增長(zhǎng)與環(huán)境保護(hù)壓力加劇的雙重背景下,核聚變技術(shù)因其清潔、高效、近乎無限的能源潛力,成為全球科研界與產(chǎn)業(yè)界競(jìng)相追逐的焦點(diǎn)。這項(xiàng)被譽(yù)為“人造太陽(yáng)”的技術(shù),若能實(shí)現(xiàn)商業(yè)化應(yīng)用,或?qū)氐赘淖內(nèi)祟惸茉锤窬郑瑸閼?yīng)對(duì)氣候變化提供終極解決方案。
近日,復(fù)旦大學(xué)舉辦“聚核之光:?jiǎn)⒔K極能源,筑未來之光”主題論壇,匯聚國(guó)內(nèi)外專家探討核聚變技術(shù)突破路徑。復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所教授許敏在演講中指出,核聚變能源的核心目標(biāo)是突破“聚變?nèi)朔e”指標(biāo),即實(shí)現(xiàn)高密度等離子體、足夠離子溫度與長(zhǎng)能量約束時(shí)間的協(xié)同優(yōu)化。盡管全球科研力量已取得階段性進(jìn)展,如國(guó)內(nèi)BEST裝置建設(shè)、環(huán)流器三號(hào)升級(jí)改造,以及國(guó)際熱核實(shí)驗(yàn)堆(ITER)、美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置(NIF)等項(xiàng)目推進(jìn),但三大核心挑戰(zhàn)仍待攻克:一是燃燒等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制,需在非接觸式約束條件下維持1億攝氏度高溫;二是耐高能中子輻照與高熱負(fù)荷材料研發(fā),現(xiàn)有鎢、鉬等材料在極端環(huán)境下易出現(xiàn)疲勞與脆化;三是氚循環(huán)與自持系統(tǒng)構(gòu)建,需解決氚的實(shí)時(shí)生成、在線回收與閉環(huán)利用問題。
核聚變?nèi)剂弦噪碗盀橹鳎渲须畯V泛存在于海水中,每升海水含約0.03克,儲(chǔ)量可支撐人類數(shù)萬年需求;氚則需通過鋰與中子反應(yīng)人工合成。許敏強(qiáng)調(diào),以氘-氚(D-T)為主的聚變路線已接近點(diǎn)火條件,但等離子體約束、材料耐久性與氚循環(huán)仍是技術(shù)瓶頸。例如,等離子體需通過磁場(chǎng)或慣性實(shí)現(xiàn)非接觸式約束,而反應(yīng)堆內(nèi)壁材料需承受中子轟擊與高溫共同作用,這對(duì)材料科學(xué)提出極高要求。
產(chǎn)業(yè)層面,核聚變正從科研探索邁向工程化與商業(yè)化。截至2025年,全球已涌現(xiàn)數(shù)十家私營(yíng)或公私合營(yíng)聚變企業(yè),累計(jì)投資超100億美元,形成覆蓋高溫超導(dǎo)磁體、真空系統(tǒng)、診斷設(shè)備等領(lǐng)域的完整供應(yīng)鏈。許敏認(rèn)為,技術(shù)跨界融合為聚變發(fā)展注入新動(dòng)能:高溫超導(dǎo)磁體可提升磁場(chǎng)強(qiáng)度,使聚變功率呈四次方增長(zhǎng),同時(shí)降低裝置規(guī)模與成本;人工智能則能優(yōu)化等離子體控制、加速材料研發(fā)與系統(tǒng)模擬。國(guó)際合作仍是關(guān)鍵支撐,ITER項(xiàng)目匯聚30余國(guó)力量,中國(guó)通過參與其中實(shí)現(xiàn)了技術(shù)積累與人才儲(chǔ)備的雙重提升。
論壇圓桌環(huán)節(jié),多位專家圍繞技術(shù)路徑、產(chǎn)業(yè)生態(tài)與國(guó)際化合作展開深度對(duì)話。華中科技大學(xué)教授、東昇聚變CTO武松濤指出,氘氚聚變雖因?qū)崿F(xiàn)條件相對(duì)簡(jiǎn)單成為主流,但材料輻照損傷與氚資源稀缺問題亟待解決;上海交通大學(xué)教授、翌曦科技創(chuàng)始人金之儉透露,團(tuán)隊(duì)已引入AI技術(shù)優(yōu)化高溫超導(dǎo)磁體設(shè)計(jì),通過機(jī)器學(xué)習(xí)提升材料性能預(yù)測(cè)精度,但國(guó)內(nèi)工程迭代速度仍落后于美國(guó),核心短板在于缺乏第三方測(cè)試平臺(tái);深勢(shì)科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家張林峰強(qiáng)調(diào),聚變領(lǐng)域?qū)鐚W(xué)科技術(shù)需求強(qiáng)烈,AI可在方程求解、輻照損傷模擬與系統(tǒng)控制等方面提供全方位支持,他呼吁中國(guó)聚變界推動(dòng)數(shù)據(jù)開源,以協(xié)同創(chuàng)新加速技術(shù)突破;復(fù)旦科創(chuàng)投資總監(jiān)陳孝林則從資本視角提出,可控核聚變正處于從技術(shù)研發(fā)向工程驗(yàn)證的關(guān)鍵階段,資本需扮演“耐心資本”與“生態(tài)資本”角色,通過長(zhǎng)期陪伴與資源對(duì)接助力企業(yè)跨越“死亡之谷”。
當(dāng)前,中國(guó)正構(gòu)建覆蓋基礎(chǔ)研究、技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的聚變創(chuàng)新生態(tài)。從國(guó)家大科學(xué)工程到初創(chuàng)企業(yè)探索,從高校科研突破到資本持續(xù)投入,一條具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的聚變發(fā)展路徑逐漸清晰。在這場(chǎng)關(guān)乎人類能源命運(yùn)的競(jìng)賽中,中國(guó)不僅追求“參與”,更致力于“引領(lǐng)”——正如多位專家所言:“聚變不是單一國(guó)家的競(jìng)賽,而是全人類共同的愿景。”隨著技術(shù)迭代與產(chǎn)業(yè)協(xié)同深化,核聚變從實(shí)驗(yàn)室走向現(xiàn)實(shí)的第一度電,或許已不再遙遠(yuǎn)。




















