国家自然科学基金委员会最新公布的“中国科学十大进展”中,“可控核聚变大科学装置实现‘亿度’运行”位列其中。这一成果标志着我国在磁约束核聚变领域取得重大突破,为人类开发“终极能源”、保障国家能源安全及推动全球能源转型提供了关键支撑。
作为解决能源问题的潜在方案,可控核聚变因其资源丰富、清洁高效、安全可控等特性,被国际科学界视为“人造太阳”。其商业化应用需突破三大核心难题:实现上亿摄氏度高温环境、维持长脉冲稳态运行、构建高约束模式。长期以来,这一领域成为全球科技竞争的焦点。
依托国家重大科技基础设施,我国两大核聚变实验装置同步实现里程碑式进展。全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)与新一代聚变装置“中国环流三号”(HL-3)均成功达成上亿摄氏度运行目标,攻克多项关键技术瓶颈。其中,EAST团队通过优化等离子体芯部与边界集成控制、壁材料相互作用机制及精密调控系统,首次实现1亿摄氏度、1066秒稳态长脉冲高约束模运行。这一成果完整模拟了未来聚变堆的实际运行条件,为国际热核聚变实验堆(ITER)及下一代示范堆建设提供了重要实验依据。
“中国环流三号”团队则聚焦高功率微波加热、中性束注入及高时空分辨诊断等核心技术,成功研制自主可控的关键设备。该装置实现离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行,跨越聚变“点火”所需的关键温度门槛。在等离子体电流超百万安培、离子温度超1亿摄氏度及高约束模式同步达标的工况下,团队将聚变三乘积指标提升近10倍,推动我国磁约束聚变研究跻身国际第一梯队。
两大装置的突破并非孤立技术进展,而是我国基础研究、大科学装置建设、核心装备研发及系统集成能力协同提升的体现。EAST自投入运行以来已完成超15万次实验,持续刷新稳态磁约束聚变世界纪录;“中国环流三号”则成为国内唯一、国际罕见的具备聚变“燃烧实验”能力的大科学装置。
能源安全是国家发展的基石。可控核聚变领域的持续突破,反映了我国加强基础研究、加速关键核心技术攻关的战略布局。专家指出,从理论验证到装置实现,从稳态运行到接近“点火”条件,我国可控核聚变研究已从基础探索阶段迈向工程化应用的关键转折点。相关成果不仅缩短了全球聚变能源开发进程,更在极端制造、低温超导、精密控制等领域产生显著技术溢出效应,为新兴产业升级和高端装备制造注入新动能。
当前,我国正充分发挥大科学装置集群优势,系统推进聚变实验堆与示范堆的研发布局。通过深化国际科技合作,我国科学家与全球同行共同探索清洁能源解决方案,为构建可持续的全球能源体系贡献力量。











