在成都举办的2025世界聚变能源集团第二次部长级会议暨国际原子能机构第三十届聚变能大会上,核聚变商业化进程成为全球媒体关注的核心议题。中核集团核工业西南物理研究院院长助理钟武律在接受采访时透露,中国核聚变研发已突破关键技术节点,正式进入燃烧实验阶段,距离实现可控核聚变发电的目标更进一步。
据钟武律介绍,核聚变商业化需经历原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六大阶段。当前中国已完成前三个阶段的技术积累,新一代人造太阳“中国环流三号”装置已具备燃烧等离子体运行条件,标志着我国在高温等离子体约束与控制领域取得重大突破。该装置通过磁约束技术将氘氚等离子体加热至超1亿摄氏度,成功模拟出太阳核心的聚变反应环境。
在大会展区,核工业西南物理研究院专家向国际同行详细展示了中国聚变技术研发路线图。中核集团科技带头人黄梅透露,按照“实验堆—示范堆—商业堆”的渐进式发展策略,我国计划于2027年前后开展燃烧等离子体实验,随后启动先导堆建设。若技术验证顺利,将在本世纪中叶建成首个商用核聚变发电站,这一时间表与美欧等主要核聚变研发国家基本同步。
实现核聚变发电仍面临多重技术挑战。首要难题在于创造并维持极端反应条件:等离子体需加热至太阳核心温度的6-7倍,同时必须通过非接触式约束技术防止高温物质熔毁容器。目前主流的磁约束托卡马克装置虽能短暂实现聚变条件,但如何提升功率增益、优化等离子体稳定性、延长燃烧时间仍是待解难题。全球多个大型托卡马克装置的实验数据显示,当前聚变能输出与输入能量比值仍低于商业化阈值。
材料与工程技术领域同样存在瓶颈。聚变反应产生的高能中子会严重辐照结构材料,导致其性能退化。国际上虽已采用特种低活化钢和钨合金作为防护材料,但其抗辐射脆化能力仍需提升。超导磁体系统面临制造工艺复杂、成本高昂等难题,而低温冷却系统的可靠性直接影响装置运行效率。氚燃料循环技术涉及中子增殖、氚提取与净化等环节,每个步骤都需突破关键工艺。
黄梅坦言,当前核聚变研发仍存在诸多未解难题,包括辐照材料损伤机制、燃烧等离子体物理特性、氚自持循环系统等。但中国科研团队已启动针对性攻关:在“中国环流三号”装置上开展燃烧等离子体实验,在核聚变技术研发基地建设堆芯材料、加热系统、诊断控制等专项实验室。通过跨学科协同创新,科研人员正逐步攻克技术壁垒。
这位核聚变领域资深专家表示,最期待见证的时刻是用核聚变能点亮第一盏电灯。“当聚变产生的清洁能源真正接入电网,那将是改变人类能源格局的历史性瞬间。”她透露,核西物院正通过国际合作平台加速技术迭代,力争让商用核聚变发电的愿景提前实现。