“人造太阳”有望两年后“点燃”

　　【“人造太阳”有望两年后“点燃”】2025 年 11 月 24 日上午，安徽合肥未来大科学城的紧凑型聚变能实验装置（BEST）主机大厅内，中国科学院正式启动 “燃烧等离子体” 国际科学计划，并首次向国际聚变界发布 BEST 研究计划。这意味着中国在追逐 “终极能源” 的道路上迈出了关键一步。中国科学院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛表示：“我们将要进入燃烧等离子体的新阶段。” 他解释说，这意味核聚变能像 “火焰” 一样，由反应本身产生的热量来维持，这是未来持续发电的基础。​

　　核聚变能，模拟太阳的聚变反应释放能量，一直被誉为人类的 “终极能源”。数十年来，科学家们通过磁约束等技术路线，在实验装置上探索聚变反应所需的高参数、长脉冲等严苛条件。近年来，中国核聚变研究明显加速，多次打破世界纪录。BEST 装置作为中国下一代 “人造太阳”，承担着 “燃烧” 使命，其采用全高温超导磁体技术，相较传统装置体积缩减 40%，磁场强度提升至 12 特斯拉，为实现高约束燃烧等离子体提供了硬件支撑。根据研究计划，2027 年底该装置建成后，将进行氘氚燃烧等离子体实验研究，验证其长脉冲稳态运行能力，力求聚变功率达到20 兆瓦至 200 兆瓦，实现产出能量大于消耗能量，演示聚变能发电。​

　　宋云涛坦言，这项研究是 “无人区的探索”，将面临许多工程与物理挑战。他举例说，如阿尔法粒子对维持聚变反应所需的超高温条件至关重要，但对其输运规律等研究有待深入；装置内部材料需承受每平方米 1.5 万千瓦的热负荷，相当于航天飞机返回大气层时的 5 倍。“牵头启动国际科学计划，既能依托我国超导托卡马克大科学团队的建制化优势，也有助于凝聚全球科学家的智慧与力量，协同突破聚变燃烧前沿物理难题。” 宋云涛解释道。中国在托卡马克装置技术上已经积累了深厚基础，位于合肥的东方超环（EAST） 是我国自主研发的世界上首个全超导托卡马克核聚变实验装置，2025 年 1 月，东方超环创造了1066 秒的高约束模等离子体运行纪录，为 BEST 装置的研发提供了关键技术验证。​

　　这次启动的国际科学计划，展现了中国在聚变研究领域的开放态度。根据国际科学计划，等离子体物理研究所将面向全球开放包括 BEST 在内的多个核聚变大科学装置平台，设立开放科研基金、资助高频次专家互访交流。来自法国、英国、德国等十余个国家的聚变科学家共同签署了《合肥聚变宣言》，该宣言倡导开放共享与合作共赢精神，鼓励各国的科研人员到中国开展聚变合作研究。这不是中国首次参与国际聚变合作，中国于 2003 年加入国际热核聚变实验堆（ITER）计划，这个被称为 “全球最大‘人造太阳’” 的项目涉及 35 个协作国。在 ITER 项目中，中国展现了强大的工程实力，时至今日，ITER 最重要的四个安装节点都是中国人完成的。2020 年 5 月，中核集团团队成功吊装 ITER 杜瓦底座，这个重达 1250 吨的核心设备，安装精度必须控制在 2 毫米之内；2023 年，中国交付的 ITER 磁体支撑结构通过验收，成为首个达到项目设计标准的关键部件。​

　　氘氚聚变作为能源，具有明显优势。首先，氘氚聚变所需燃料在地球上的储量极为丰富。氘大量存在于水中，每升水可提取出约 0.035 克氘，通过聚变反应可释放相当于燃烧 300 升汽油的能量；氚可通过中子轰击锂来制备，在地壳、盐湖和海水中，锂大量存在，仅我国青海盐湖的锂储量就可支撑千万千瓦级聚变电站运行数百年。其次，氘氚聚变反应不产生有害气体，无高放射性活化物，产物半衰期仅数十年，远低于核裂变产物，对环境友好。实现可控核聚变应用将彻底改变世界能源格局，保障我国未来能源安全。随着技术不断突破，可控核聚变距离打破 “再等 50 年” 魔咒，似乎不再遥不可及。美国聚变行业协会（FIA）的报告显示，2040 年之前实现并网发电已成为全球绝大多数商业聚变公司共识。​

　　中国的聚变能源发展有着清晰的路线图。中国聚变能源有限公司总经理、核工业西南物理研究院院长张立波此前曾表示：“2027 年，我们期待能开启聚变能燃烧实验，2030 年左右，具备中国首个工程实验堆的研发设计能力，2035 年左右，建成中国首个工程实验堆，到 2045 年左右，能建成我国首个商用示范堆。” 民营企业也在积极布局，星环聚能创始人、CEO 陈锐透露：“当前，团队正在有条不紊地同时执行运行一代、建设一代和研发一代三大任务，朝着快速经济地实现聚变能的目标继续迭代推进。” 目前计划2028 年前后完成 CTRFR-1 装置的工程验证，在 2032 年前后完成商业示范堆建设。根据国际能源署和国际原子能机构预测，到 2030 年，全球核聚变市场规模有望达到 4965.5 亿美元，2050 年有望突破万亿美元。​

　　全球能源格局的变革已经拉开序幕！当 BEST 装置在2027 年底建成并尝试 “点燃” 时，人类获取能源的方式或将迎来历史性转折。《合肥聚变宣言》的签署，不仅是各国科学家共同追求终极能源的承诺，更是中国从聚变研究跟跑者向领跑者转变的有力证明。