在探索宇宙奧秘與解決能源危機(jī)的雙重驅(qū)動(dòng)下，自上世紀(jì)五六十年代起，人類開始將目光投向了核聚變——這一被譽(yù)為“人造太陽”的終極能源解決方案。核聚變，作為自然界中恒星發(fā)光發(fā)熱的基本原理，其能量釋放巨大且?guī)缀鯚o放射性廢物產(chǎn)生。如果擁有了它，人類長期面臨的能源危機(jī)、碳排放等一系列問題將迎刃而解。

挑戰(zhàn)

近日，復(fù)旦大學(xué)舉辦了一場名為“聚核之光：啟終極能源，筑未來之光”的論壇，探討“人造太陽”何時(shí)到來。復(fù)旦大學(xué)現(xiàn)代物理研究所/核科學(xué)與技術(shù)系教授許敏在演講中指出，毫無疑問，核聚變帶來的是清潔、高效、可持續(xù)的理想能源。聚變能源的核心目標(biāo)是突破“聚變?nèi)朔e”這一關(guān)鍵指標(biāo)。全球科學(xué)家歷經(jīng)數(shù)十年攻關(guān)，當(dāng)前國內(nèi)BEST建設(shè)，環(huán)流器三號升級改造等項(xiàng)目如火如荼，國外國際熱核實(shí)驗(yàn)堆（ITER）、美國國家點(diǎn)火裝置（NIF）頻傳捷報(bào)，但仍面臨三大核心挑戰(zhàn)：燃燒等離子體穩(wěn)態(tài)運(yùn)行控制、耐高能中子輻照和高熱負(fù)荷材料、氚循環(huán)及氚自持。

許敏介紹，實(shí)現(xiàn)核聚變?nèi)Q于三個(gè)要素——密度：足夠多的反應(yīng)粒子；離子溫度：足夠的能量；能量約束時(shí)間：足夠的能量保存。

核聚變?nèi)剂现饕碗埃@些燃料在核聚變反應(yīng)中釋放出巨大的能量，具有幾乎無限的供應(yīng)潛力。氘（D）：氘是氫的同位素，存在于自然界中，主要來源于海水。每升海水中含有約0.03—0.035克氘，儲(chǔ)量豐富。氚（T）：氚是另一種氫的同位素，地球上不存在，通常通過鋰與中子反應(yīng)人工合成。

許敏指出，以氘—氚（D—T）聚變?yōu)橹鞯木圩兟肪€已經(jīng)逼近點(diǎn)火條件，首先，等離子體的控制和約束是核聚變技術(shù)的核心難題。需要通過引力、慣性或磁場實(shí)現(xiàn)非接觸式約束，以保持高達(dá)1億攝氏度的高溫等離子體燃料。

其次是耐高能中子輻射、高熱負(fù)荷材料。在核聚變反應(yīng)中，反應(yīng)堆內(nèi)部的材料需要承受極高的溫度和強(qiáng)大的輻射。常用的材料如鎢和鉬在長時(shí)間運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)疲勞、腐蝕和脆化等問題。因此，開發(fā)能夠在極端條件下長期穩(wěn)定工作的新型材料是核聚變技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。

最后的難題是氚的實(shí)時(shí)產(chǎn)生和在線回收。自然界中沒有氚，未來的D—T聚變反應(yīng)堆必須在聚變堆中實(shí)時(shí)地利用鋰6和中子的相互作用來實(shí)時(shí)地產(chǎn)生氚，并將這些產(chǎn)生的氚分離、提純回收并實(shí)時(shí)用于聚變堆的在線聚變反應(yīng)。

機(jī)遇

當(dāng)今世界，核聚變已成為大國科技競爭的熱點(diǎn)。值得一提的是，除了政府決策，近年來，商業(yè)資本大量涌入聚變能開發(fā)領(lǐng)域。截至2025年，全球已成立數(shù)十家私營或公私合營聚變企業(yè)，投資額超過100億美元，上下游供應(yīng)鏈企業(yè)達(dá)數(shù)百家。

許敏指出，在世界各國協(xié)同努力下，一些新技術(shù)的推出，有望使得聚變技術(shù)盡早破局。高溫超導(dǎo)磁體與人工智能助力聚變迎來重要發(fā)展機(jī)遇。隨著磁場強(qiáng)度的提高，聚變功率呈四次方增長，不僅能顯著提升聚變功率，還可適度縮減裝置造價(jià)與規(guī)模；人工智能則能為等離子體位形預(yù)測和控制、聚變相關(guān)材料體系研究提供解決方案。此外，國際合作是聚變發(fā)展的關(guān)鍵支撐，ITER聚集30多個(gè)國家力量，中國參與其中實(shí)現(xiàn)了技術(shù)、人才與話語權(quán)的全面提升。他呼吁，聚變產(chǎn)業(yè)需產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同發(fā)力，政府、科研機(jī)構(gòu)、社會(huì)資本攜手推進(jìn)，通過技術(shù)跨界轉(zhuǎn)化反哺研發(fā)，降低度電成本。

論壇圓桌環(huán)節(jié)，幾位嘉賓圍繞聚變發(fā)展拐點(diǎn)判斷、燃料路線選擇、AI賦能以及國際合作等展開深度對話，多維度解析行業(yè)發(fā)展態(tài)勢。

正如本次論壇主題所言，“聚變之光”不僅象征著技術(shù)理想的照進(jìn)現(xiàn)實(shí)，更代表著中國在全球能源變革中邁向前沿的決心與信心。從國家大科學(xué)工程到初創(chuàng)企業(yè)探索，從高校基礎(chǔ)研究到資本耐心陪伴，中國正逐步構(gòu)建起具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)與產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)權(quán)的聚變創(chuàng)新生態(tài)。未來十年，將是聚變技術(shù)從“點(diǎn)火”走向“發(fā)電”的關(guān)鍵窗口期。在這場關(guān)乎人類能源命運(yùn)的賽跑中，中國不僅要“參與”，更要“引領(lǐng)”。正如多位嘉賓所言：“聚變不是一國之事，而是全人類之愿。”在這條充滿挑戰(zhàn)與希望的道路上，中國聚變，正穩(wěn)步前行。“人造太陽”帶來的“第一度電”近期值得期待。

專家觀點(diǎn)

華中科技大學(xué)教授、東昇聚變CTO武松濤：氘氚聚變因?qū)崿F(xiàn)條件簡單成為國際主流，但存在材料輻照損傷、氚資源稀缺等問題。

上海交通大學(xué)教授、翌曦科技創(chuàng)始人金之儉：聚變對高溫超導(dǎo)磁體要求嚴(yán)苛，需承受20多個(gè)特斯拉強(qiáng)磁場與數(shù)萬安培大電流，產(chǎn)生的洛倫茲力接近材料極限。國內(nèi)理論研究不遜于美國，但工程迭代稍慢，核心短板是缺乏完善的測試平臺(tái)，呼吁在上海建設(shè)第三方測試平臺(tái)。在AI與超導(dǎo)磁體的結(jié)合上，他提到團(tuán)隊(duì)已引入AI專家優(yōu)化磁體設(shè)計(jì)，通過AI技術(shù)提升設(shè)計(jì)效率與精準(zhǔn)度。

深勢科技創(chuàng)始人兼首席科學(xué)家張林峰：聚變領(lǐng)域交叉需求極強(qiáng)，AI能在方程式求解、材料輻照損傷模擬、系統(tǒng)控制等方面提供全方位助力。談及國際化與數(shù)據(jù)開源，他認(rèn)為開放是實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑的必要條件，AI領(lǐng)域的發(fā)展經(jīng)驗(yàn)表明，數(shù)據(jù)共享與協(xié)同創(chuàng)新能加速技術(shù)突破，中國聚變領(lǐng)域應(yīng)積極推動(dòng)數(shù)據(jù)開源，形成創(chuàng)新合力。

復(fù)旦科創(chuàng)投資總監(jiān)陳孝林：可控核聚變正處于技術(shù)研發(fā)向工程化驗(yàn)證、產(chǎn)業(yè)培育的關(guān)鍵窗口期，發(fā)展呈階梯式加速。資本需扮演“耐心資本”與“生態(tài)資本”角色，長期陪伴企業(yè)，對接資源、推動(dòng)跨領(lǐng)域融合。高校是國際合作重要紐帶，應(yīng)發(fā)揮學(xué)術(shù)交流與人才引進(jìn)的靈活優(yōu)勢。

原標(biāo)題：《科技前沿｜可控核聚變 終極能源解決方案值得期待》

欄目編輯：王蔚

本文作者：新民晚報(bào) 張炯強(qiáng)