「中國環流三號」裝置。（中核集團圖片）

2025世界聚變能源集團第2次部長級會議暨國際原子能機構第30屆聚變能大會，10月14日在成都舉行。與會的多名中國相關領域專家透露，根據中國核聚變發展路線規劃，將在2050年前後建成實現可商用的核聚變發電。目前，中國已走過核聚變商業化發電六個階段中的前三階段，目前正處於「燃燒實驗」階段，正邁向第四階段的「實驗堆」建設。緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）計劃在2028年左右運行，有望在2030年前後通過核聚變發電點亮第一盞燈，並推動核聚變從實驗室研究向工程應用跨越。

發展路線：核聚變發電的六個階段

綜合《科技日報》、《環球時報》等中國內地媒體在大會開幕日的採訪報道，實現核聚變能商業化運用需要經歷一個循序漸進的過程。中核集團核工業西南物理研究院院長助理、聚變科學所所長鐘武律向介紹，商業化發電需經歷六個階段：原理探索、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示範堆、商用堆。

鍾武律表示，「目前我們燃燒等離子體的參數條件已經具備了」，這意味著中國已走到了燃燒實驗階段，為後續研發奠定了堅實基礎。

中核集團科技帶頭人、電子回旋項目負責人黃梅進一步闡釋了發展路徑：中核集團正按照「實驗堆—示範堆—商業堆」的客觀規律開展聚變堆研發。預計2027年左右開展燃燒等離子體實驗，在相關技術成熟後，開始先導堆建設，演示聚變能輸出，再逐步推進商業堆建設。

當前進展：從實驗走向工程化

中國核聚變能研發已實現從基礎科學向工程實踐的重大跨越。中國科學院合肥物質院等離子體物理研究所副所長徐國盛透露，我國從上世紀70年代開始研究可控核聚變，目前正處於從物理研究逐漸走向工程化的階段。

今年上半年，中國新一代人造太陽「中國環流三號」先後取得多項實驗突破，首次實現原子核溫度與電子溫度均突破一億攝氏度；首次同時實現等離子體電流100萬安培、離子溫度1億度、高約束模式運行，快速挺進燃燒實驗。

目前，「中國環流三號」正在進行全面升級。核工業西南物理研究院院長助理鐘武律介紹，此輪改造升級將進一步提升裝置的加熱能力、運行控制水平，以及改進供電系統和加料系統。

預計2027年底升級完成後，「中國環流三號」（HL-3）開展實驗的等離子體相關參數以及聚變三乘積將提升至此前的2—3倍。

近日，聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施「誇父」（CRAFT）取得重大進展——偏濾器原型部件已順利通過專家組測試與驗收。測試結果顯示，該部件穩態熱負荷能力達到20兆瓦/平方米，靶板面向等離子體表面鄰接誤差小於1毫米。這一突破標誌著我國自主設計的國際尺寸最大、熱負荷最高的偏濾器原型部件研製成功。

「誇父」裝置是一個研發與測試平台，為未來建造商用聚變堆，攻關和驗證諸如偏濾器、超導磁體等關鍵系統與工程技術難題。

技術挑戰：點燃「人造太陽」的難題

儘管聚變前景誘人，但要在地球上點燃並控制一顆「人造太陽」絕非易事。首要難題是創造出聚變所需的嚴苛環境。理論上，氘氚等離子體需加熱至超1億℃，約為太陽核心溫度的6-7倍，才能克服原子核間的庫倫排斥力，使其發生持續聚變。此溫度下物質完全電離為第四態等離子體，任何實體容器均會汽化，必須採用非接觸式約束技術，這正是聚變裝置設計的最大挑戰。

目前，為約束住高溫高壓的等離子體主要發展了磁約束和慣性約束兩種途徑，其中磁約束途徑又以托卡馬克類型裝置為代表，取得了最接近堆芯所需的等離子體參數，但材料和工程技術方面的挑戰同樣艱巨。黃梅坦言：「坦白而言，核聚變發展到目前這個階段，依然還有許多技術沒有完全突破，例如輻照對材料的影響，燃燒等離子體物理、氚自持等。」

未來展望：一步步走向商業化

對於核聚能商業化時間表，中國科學院徐國盛預計，在2045年到2050年實現核聚變的商業化。鍾武律的判斷大致相同：「現在全球都非常關注聚變能研究，企業、高校、科研院所等多種力量都在加大投入，我相信大家集中力量攻關，可能在10—20年內就能實現突破。」

中國已在緊鑼密鼓地佈局未來。中國聚變工程示範堆（CFEDR）正在開展工程設計，將於2030年開始建造，瞄凖建設世界首個聚變示範電站。同時，緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）計劃在2028年左右運行，將推動核聚變從實驗室研究向工程應用跨越。

BEST裝置全稱是「緊湊型全超導托卡馬克核聚變實驗裝置」，其工程總裝工作於今年5月啟動。總裝工作是BEST裝置建造過程中最關鍵的環節之一，要將包括超導磁體系統、磁體饋線系統、杜瓦、冷屏、包層以及偏濾器等在內的聚變堆「心臟」部件精確安裝至主機基坑內。現場裝配的部件數以萬計，總重達約6000噸。圖為位於安徽合肥的BEST統綜合研究設施園區全面建成後的CG渲染圖。（新浪財經圖片）

「根據我國的核聚變發展路線規劃，將在2050年前後建成實現可以商用的核聚變發電，這個時間也和其他國家預計時間相近，但我們正在努力讓這一天能夠盡量早點到來」。黃梅表示，「我最想看到的核聚變能的應用場景就是，用核聚變能產生的第一度電去點亮一盞燈，那應該是我最激動的時刻」。這盞用核聚變能點亮的燈，將成為中國能源轉型之路上的一座里程碑。