可控核聚變被形容為 " 人造太陽(yáng) "，即利用太陽(yáng)的聚變模式，可無(wú)限生產(chǎn)出清潔能源，是全世界競(jìng)相角逐的下一代能源。
" 臨近年底，每天都有投資機(jī)構(gòu)和媒體在和我們聯(lián)系。" 陜西星環(huán)聚能公司（以下簡(jiǎn)稱 " 星環(huán)聚能 "）人士向《中國(guó)經(jīng)營(yíng)報(bào)》記者表示，" 現(xiàn)在大家都知道這是未來(lái)能源的發(fā)展方向。"
該企業(yè)創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)核心成員均來(lái)自清華大學(xué)工程物理系聚變團(tuán)隊(duì)，是目前國(guó)內(nèi)系統(tǒng)性從事磁約束可控聚變研究的頂尖團(tuán)隊(duì)之一。" 雖然技術(shù)還處在前期階段，但按照目前的發(fā)展，10 年以內(nèi)，應(yīng)該可以實(shí)現(xiàn)商業(yè)化運(yùn)作。" 他向記者表示。
核聚變技術(shù)的國(guó)家隊(duì)也在集結(jié)。2023 年 12 月 29 日，以 " 核力啟航 聚變未來(lái) " 為主題的可控核聚變未來(lái)產(chǎn)業(yè)推進(jìn)會(huì)召開，由 25 家央企、科研院所、高校等組成的可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體正式宣布成立。
至此，國(guó)內(nèi)多條技術(shù)路線已經(jīng)形成。
資金、人才、技術(shù)多種考驗(yàn)
2023 年年末，美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室，4 次成功進(jìn)行核聚變的重復(fù)性點(diǎn)火，成為行業(yè)新的里程碑。首次聚變點(diǎn)火，意味著從聚變反應(yīng)中產(chǎn)生凈能量增益。
僅從理論而言，可控核聚變所生產(chǎn)的清潔能源近乎無(wú)限量。" 這就是說(shuō)，輸出的能量已經(jīng)高于輸入的能量。這個(gè)意義非常大。" 國(guó)家電投進(jìn)行核電研究的人士向記者表示。
他同時(shí)表示：" 并不是所有企業(yè)都能夠參與到可控核聚變研究中，前期需要特別巨大的投資。" 僅是前期技術(shù)開發(fā)金額，就可能高達(dá)數(shù)十億元。
星環(huán)聚能的技術(shù)路線是采用磁約束方式來(lái)管住等離子體，讓其飄在空中，同時(shí)，用磁重聯(lián)的方式加熱等離子體，可以簡(jiǎn)單理解為一種自加熱。
該公司利用 SUNIST-2 設(shè)備初步驗(yàn)證技術(shù)方案的可行性，至今該裝置累計(jì)投入 1.5 億元，包括場(chǎng)地改造、團(tuán)隊(duì)運(yùn)營(yíng)在內(nèi)。
星環(huán)聚能計(jì)劃將在下一代裝置 CTRFR-1，徹底驗(yàn)證方案的工程可行性，實(shí)現(xiàn)等離子體輸出能量大于輸入能量。而下一代裝置的預(yù)算則達(dá)到了 10 億元。
" 業(yè)內(nèi)缺少人才，缺少專家。" 被采訪人都認(rèn)可當(dāng)前這一狀況。
記者從中國(guó)核電處獲悉，可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體的第一批關(guān)鍵技術(shù)任務(wù)由 13 家中央企業(yè)承擔(dān)，共計(jì) 10 項(xiàng)，主要面向聚變工程化的高溫超導(dǎo)磁體、聚變堆材料、大功率儲(chǔ)能和產(chǎn)氚包層等四個(gè)核心領(lǐng)域，開展集中攻關(guān)。
在人才之外，設(shè)備制造的挑戰(zhàn)也非常大。目前已有的核電設(shè)備，已經(jīng)不能滿足核聚變的需求。
" 我們現(xiàn)在的核電技術(shù)是裂變，不是聚變?，F(xiàn)在裂變高溫堆的溫度是 700 攝氏度，低溫堆的溫度是 200 攝氏度。但是聚變所產(chǎn)生的溫度要遠(yuǎn)高于這個(gè)溫度。這對(duì)設(shè)備技術(shù)的要求非常高。" 前述人士表示。
記者注意到，在可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體名單中，有很多傳統(tǒng)核電設(shè)備制造商，包括中國(guó)東方電氣集團(tuán)、中國(guó)兵器工業(yè)集團(tuán)、中國(guó)寶武鋼鐵、中國(guó)機(jī)械科學(xué)研究總院、長(zhǎng)江三峽集團(tuán)、中國(guó)一重、哈爾濱電氣等。
技術(shù)競(jìng)賽正熱
陜西星環(huán)聚能公司人士表示，目前實(shí)驗(yàn)任務(wù)很重，時(shí)間非常緊張。
核聚變是指由質(zhì)量小的原子在一定條件下（如超高溫和高壓）, 發(fā)生原子核互相聚合作用 , 生成新的質(zhì)量更重的原子核 , 并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。
記者從國(guó)家能源局網(wǎng)站上獲悉，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院主導(dǎo)下的中國(guó)新一代 " 人造太陽(yáng) " 裝置（HL-2M）在 2022 年 10 月 19 日下午實(shí)現(xiàn)了等離子體電流突破 100 萬(wàn)安培（1 兆安），創(chuàng)造了中國(guó)可控核聚變裝置運(yùn)行新紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)核聚變研發(fā)距離聚變點(diǎn)火邁進(jìn)重要一步，躋身國(guó)際第一方陣，技術(shù)水平居國(guó)際前列。
中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院自主設(shè)計(jì)、建造的新一代 " 人造太陽(yáng) " 裝置（HL-2M）在 2020 年 12 月 4 日建成并實(shí)現(xiàn)了首次放電。
來(lái)自清華大學(xué)的消息顯示，2023 年 7 月，清華大學(xué)新概念磁約束核聚變探索裝置——中國(guó)聯(lián)合球形托卡馬克 2 號(hào)（SUNIST-2）建成并首次放電。
SUNIST-2 是我國(guó)目前磁場(chǎng)最強(qiáng)、等離子體性能最高的球形托卡馬克（如下圖），設(shè)計(jì)參數(shù)為大半徑 0.53 米，小半徑 0.33 米，磁場(chǎng) 1.0 特斯拉，等離子體電流 0.5 兆安培。SUNIST-2 配備了一對(duì)可移動(dòng)的內(nèi)部極向磁場(chǎng)線圈、多組固定的外部極向磁場(chǎng)線圈和分段式中心螺線管，以及單路輸出電流高達(dá) 110 千安培、總功率接近 100 兆瓦的模塊化儲(chǔ)能磁體電源，具備豐富的等離子體位形配置和強(qiáng)大的等離子體控制能力。
" 現(xiàn)在是在尋找最好的技術(shù)路線。" 星環(huán)聚能公司人士向記者表示。
在這一階段，還無(wú)法實(shí)現(xiàn)各個(gè)技術(shù)之間彼此借鑒的 " 大一統(tǒng) " 模式。
2023 年國(guó)務(wù)院國(guó)資委啟動(dòng)實(shí)施未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)，明確可控核聚變領(lǐng)域?yàn)槲磥?lái)能源的唯一方向。未來(lái)產(chǎn)業(yè)啟航行動(dòng)，是聚焦新一代移動(dòng)通信、人工智能、生物技術(shù)、新材料等 15 個(gè)重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域方向，推動(dòng)中央企業(yè)加快布局和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)。
中國(guó)工程院院士李建剛說(shuō)：" 用不到 10 年的時(shí)間，你們一定能看到有一盞燈在中國(guó)合肥被核聚變點(diǎn)亮。"
目前，可控核聚變作為人類能源問(wèn)題的理想解決方案，已成為大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的前沿陣地。
