外交部發言人毛寧10月25日發文稱，中國“人造太陽”有望成為人類歷史上首個實現聚變發電的裝置，相關話題隨后登上熱搜。10月27日，早盤可控核聚變概念震蕩走強，東方鉭業3天2板，創歷史新高，紐威股份觸及漲停，皖儀科技、中國核建、遠東股份、西部超導等跟漲。消息面上，《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》明確提出推動核聚變能等成為新的經濟增長點。上游新聞注意到，我國目前已部署多座聚變裝置，他們各自是何原理？有著怎樣的特點？我國的核聚變研究處于什么水平？可控核聚變距離實用化還有多遠？對此，上游新聞根據公開報道進行了了解。

可控核聚變，最復雜能源系統之一

核聚變是將較輕的原子核聚合反應而生成較重的原子核，并釋放出巨大能量。

1952年，世界上第一顆氫彈成功試爆，讓人類認識到氘氚核聚變反應的巨大能量。但氫彈爆炸是不可控的核聚變反應，不能提供穩定的能源輸出。從此，人類便致力于在地球上實現人工控制下的核聚變反應（即可控核聚變），希望利用太陽發光發熱的原理，為人類鋪展能源自由之路。因此，人們也將可控核聚變研究的實驗裝置稱為“人造太陽”。

外交部發言人毛寧10月25日向世界分享中國“人造太陽”： 預計2027年竣工，有望成為人類歷史上首個實現聚變發電的裝置。合新聞

氘氚聚變作為能源，具有明顯優勢。首先，氘氚聚變所需燃料在地球上的儲量極為豐富。氘大量存在于水中，每升水可提取出約0.035克氘，通過聚變反應可釋放相當于燃燒300升汽油的能量；氚可通過中子轟擊鋰來制備，在地殼、鹽湖和海水中，鋰大量存在。其次，氘氚聚變反應不產生有害氣體，無高放射性活化物，對環境友好；最后，從核安全的角度來看，具有固有安全性。

未來，一旦人類成功點燃可控聚變的“火炬”，其影響將遠超技術突破本身，帶來全局性、系統性的深刻變革。作為理論上取之不盡、用之不竭的終極清潔能源，聚變能將從根本上破解人類對化石燃料的依賴，同時還將帶動超導材料、人工智能控制等前沿領域集群發展。

然而，“人造太陽”維持自身燃燒的條件非?？量?。英國科學家勞遜在20世紀50年代研究了這一條件的門檻——也被稱為聚變點火條件。據計算，實現可觀的氘氚聚變等離子體離子溫度要大于1億攝氏度，等離子體密度、溫度和等離子體能量約束時間的乘積（“三乘積”）大于5×1021千電子伏特·秒/立方米。有專家認為，可控核聚變將等離子體物理、核工程、材料科學等領域的難題集于一身，是迄今人類構想的最復雜能源系統之一。

科研裝置頻頻突破，“東方超環”刷新紀錄

近年來，我國聚變裝置矩陣持續擴容，形成覆蓋不同技術路線、銜接不同發展階段的多元支撐格局，為工程化、產業化突破筑牢硬件基礎。僅今年以來，我國聚變科研裝置就頻頻取得突破，加速從“實驗工具”向“產業樞紐”轉型。

新一代“人造太陽”“中國環流三號”（HL—3）國內首次實現原子核溫度1.17億攝氏度、電子溫度1.6億攝氏度，綜合參數聚變三乘積實現大幅躍升，挺進燃燒實驗。在實現“雙億度”等離子體運行基礎上，日前，研究團隊自主設計并建成了用于聚變能量導出研究的工程性液態金屬和氦氣工質熱工研究臺架，并已全面投入運行，為未來聚變堆的工程化應用奠定了關鍵實驗基礎。

今年以來，中國“人造太陽”——全超導托卡馬克核聚變實驗裝置“東方超環”（EAST）取得了重大突破，“成功實現1億攝氏度1066秒穩態長脈沖高約束模等離子體運行，再次刷新了世界紀錄?！敝袊茖W院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所副所長徐國盛表示：“中國‘人造太陽’包含超過200多項自主創新的核心技術。”

近年來，我國聚變裝置矩陣持續擴容，形成覆蓋不同技術路線、銜接不同發展階段的多元支撐格局。人民日報

緊湊型聚變能實驗裝置“夸父啟明”（BEST）完成主機杜瓦底座落位安裝，標志著項目主體工程建設正式步入新階段。聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施“夸父”（CRAFT）自主設計的偏濾器原型部件近期順利通過專家組測試與驗收，該部件不僅是國際尺寸最大、熱負荷最高的同類部件，更能直接應對聚變堆運行中的熱管理、等離子體控制等重要工程挑戰，為后續商用堆關鍵系統研發提供關鍵技術驗證。

民營企業在相關領域的探索也有進展。

在先進聚變構型探索領域，新奧集團“玄龍—50U”球形環裝置實現重要突破。作為全球首個采用氫—硼燃料實現百萬安培等離子體電流的裝置，它不僅驗證了150千安下環向場線圈穩定運行、產生1.2特斯拉磁場的滿負荷磁體性能，更達成了所有關鍵工程設計目標。

初創公司能量奇點研發的高溫超導磁體“經天磁體”，成功實現21.7特斯拉峰值磁場強度。該磁體專為下一代托卡馬克裝置設計。

同時，國內高校也在加快建造、運行一批聚變實驗研究裝置（如華中科技大學的J—TEXT、中國科學技術大學的KTX、清華大學的SUNIST等）。

這些裝置聚焦發電演示、工程驗證、先進構型、核心部件等不同方向，共同織就我國聚變研究“多點突破、協同推進”的立體網絡，為從科研向產業轉化提供全方位支撐。

技術難點很多，期待20年建成商用示范堆

聚變能的前景，讓全世界都眼饞，但距其商用依然還有很長的路要走。

中核集團核工業西南物理研究院聚變科學所所長鐘武律介紹，實現聚變能的商業化運用，需經歷6個階段：原理探索、規模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆、商用堆。其中，原理探索已于上世紀五六十年代完成，規模實驗通過多裝置獲取數據規律，燃燒實驗指的是開展燃燒等離子體實驗，實驗堆解決工程技術問題，示范堆驗證商用堆可行性，商用堆實現規?；l電。

中國聚變能源有限公司總經理、核工業西南物理研究院院長張立波表示：“2027年，我們期待能開啟聚變能燃燒實驗，2030年左右，具備中國首個工程實驗堆的研發設計能力，2035年左右，建成中國首個工程實驗堆，到2045年左右，能建成我國首個商用示范堆?！?/p>

盡管核聚變前景誘人，但要在地球上點燃并控制一顆“人造太陽”絕非易事。

據了解，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，必須采用非接觸式約束技術，這正是聚變裝置設計的最大挑戰：一方面要把燃料加熱到遠超太陽的溫度，另一方面又必須設法將難以馴服的高溫等離子體束縛住，使其源源不斷地產生聚變反應。

“中國環流三號”裝置。資料圖

數十年來，國際上探索了眾多核聚變路線。目前，在地球上，實現可控核聚變主要有磁約束核聚變、激光慣性約束核聚變兩種方式。激光慣性約束核聚變可以采用激光作為驅動器壓縮氘氚燃料靶丸，在高密度燃料等離子體的慣性約束時間內實現核聚變點火燃燒。采用強磁場約束等離子體的方法把核聚變反應物質控制在“磁籠子”里面，就是磁約束核聚變。

在眾多技術途徑中，托卡馬克是通過等離子體電流和外部磁體線圈產生的螺旋磁場約束聚變燃料離子，被認為有望率先實現聚變能源的應用，也是目前全球研發投入最大、最接近核聚變點火條件、技術發展最成熟的途徑。

當前，世界上建成并運行了超過50個不同規模的托卡馬克裝置，幾個大型托卡馬克實驗裝置已能短暫實現聚變反應所需的嚴苛條件，但如何進一步提高聚變功率增益、改善等離子體的約束性能和穩定性，維持長時間燃燒并獲得凈能量輸出，仍是巨大的科學和工程考驗。

此外，材料和工程技術方面的挑戰同樣艱巨。找到耐超高溫和強中子輻射的結構材料，研制出性能卓越穩定運行的超導磁體和低溫系統；開發實時監測等離子體狀態并實施等離子體放電瞬態事件快速反饋控制的診斷與控制系統，這些都需要跨學科的協同創新。目前，國際上采用特種低活化鋼和鎢等抗中子輻照材料作為結構材料，但仍需提高抗輻射脆化能力；超導磁體采用價值昂貴的鈮錫、鈮鈦合金或高溫超導帶材，在制造和裝配上也面臨巨大工程挑戰；燃料循環方面，如何用聚變中子增殖氚并從增殖包層和含氚部件中高效地提取、回收和凈化氚、如何安全儲存，都需要重點攻克。

“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。”中核集團科技帶頭人黃梅介紹稱。

商業化加速，全球近40個國家推進聚變計劃

近日，2025可控核聚變未來產業大會在上海交通大學舉行，中國科學院院士、中國科學院—教育部新型激光聚變方案聯合研究團隊首席科學家、上海交通大學李政道研究所所長張杰在題為《激光聚變點亮未來》的主題演講中提到：“我們的能量增益會比美國計劃的能量增益高3倍，就是美國的4倍。我們的重復頻率是美國的5倍?！睆埥茉菏款I導的團隊也在研發激光慣性約束技術。

此外，環球時報援引美國消費者新聞與商業頻道文章稱：“在人工智能用電需求飆升之際，美國在核聚變領域落后于中國?！?/p>

文章稱，中國于21世紀初加入核聚變競賽，比美國晚大約50年。

美國核聚變行業協會數據顯示，全球核聚變領域的私人投資總額80億美元，其中60億美元在美國。而中國在公共資金投入方面則大幅領先。據報道，過去幾年中國政府每年在核聚變領域投入達15億美元，而美國政府在該領域的年均投入約為8億美元。

在反應堆規模方面，美國或許已經丟掉了領先地位。中國的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）持續創造紀錄，中國聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）項目預計今年完工，2027年中國還將迎來新的緊湊型聚變能實驗裝置（BEST）。

EAST裝置主機結構。人民日報

中國目前擁有的核聚變專利數量超過任何其他國家，中國核聚變博士數量是美國的10倍。除人才資源外，核聚變項目需要大量原材料，包括高功率磁鐵、特定金屬、電容器和功率半導體等。中國正采取措施確保許多原材料的供應鏈，正如其占據光伏和電動汽車電池的主導地位一樣。美國核聚變公司Helion首席執行官科特雷說：“中國在先進材料研發領域的投資是美國的10倍?！?/p>

從全球視野看，聚變能商業化已形成加速態勢。據國際原子能機構《2025年世界聚變展望》報告，全球近40個國家推進聚變計劃，處于運行、在建或規劃中的聚變裝置超160座，私人投資總額已突破100億美元。

意大利政府頒布了旨在重新引入核能和建立全面可持續能源生產（包括聚變）框架的法令，目標是在2030年實現首個等離子體；美國能源部宣布了6個新的“聚變創新研究引擎”合作項目，提供1.07億美元資金，以加速燃料循環、材料和先進模擬等領域的應用研究；德國發起“聚變2040”計劃，2028年前擬投入3.7億歐元加強研發……

上游新聞綜合自 新華社 人民日報 中國環境報 環球時報 財聯社 上觀新聞等