“人造太陽”技術(shù)再獲突破概念股迎上漲(2)

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2025-05-11 16:54:54 第一財經(jīng)

核聚變是輕原子核結(jié)合成較重原子核并放出巨大能量的過程，模擬類似太陽等恒星以核聚變原理發(fā)光發(fā)熱。當前實現(xiàn)可控核聚變主要有三種技術(shù)路線，包括重力場約束核聚變、激光慣性約束核聚變和磁約束核聚變。支撐磁約束核聚變的裝置包括托卡馬克、仿星器等。由于性能更好，上世紀六七十年代開始托卡馬克成為全球主流核聚變裝置。

相較于傳統(tǒng)托卡馬克，球形環(huán)更為緊湊。但二者的核心機制都是用等離子體電流實現(xiàn)等離子體約束，電流越大，裝置整體性能越好。不斷提高參數(shù)是為了獲得更高的能量增益（Q值），即讓輸出功率大于輸入功率。這由聚變“三乘積”決定，即等離子體溫度、密度和能量約束時間的乘積。業(yè)界認為，該值達到10的22次方時方能達到點火條件（Q>1），Q>10后則能實現(xiàn)商用化。放眼全球，各國正暗自發(fā)力提高參數(shù)，搶發(fā)聚變“第一度電”。

今年，國內(nèi)可控核聚變項目不斷刷新進度，業(yè)內(nèi)預計主流技術(shù)路線將在2035年進入示范階段，2050年左右實現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電。1月末，中國科學院等離子體物理研究所自主研制的EAST裝置實現(xiàn)了上億攝氏度、1066秒穩(wěn)態(tài)長脈沖高約束模等離子體運行；兩個月后，中核集團環(huán)流三號在國內(nèi)首次實現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度，綜合參數(shù)聚變?nèi)朔e大幅提升。

可控核聚變研究分為六個階段：原理探索、規(guī)模實驗、燃燒實驗、實驗堆、示范堆及商用堆。簡單講就是在證明理論可行的基礎上，驗證人類有能力實現(xiàn)，最終在經(jīng)濟上能接受。專家稱，環(huán)流三號的下一步任務就是盡快實現(xiàn)聚變能量輸出。

以前總開玩笑，實現(xiàn)可控核聚變是50年后再過50年，現(xiàn)在看曙光已到眼前。北京大學應用物理中心特聘研究員康煒說。

在業(yè)內(nèi)看來，核聚變“永遠50年”的說法，反映出其研發(fā)的歷史困境：基礎科學突破緩慢、工程復雜度高、資金投入周期長。哈爾濱工業(yè)大學教授王曉鋼指出，實現(xiàn)可控核聚變發(fā)電至少面臨三方面技術(shù)挑戰(zhàn)。首先要長時間維持等離子體在1億度以上高溫的穩(wěn)態(tài)運行；其次，若要實現(xiàn)為期20年、每天不間斷地受中子轟擊的商業(yè)化運行，也對聚變裝置材料的性能提出很高要求。另外他強調(diào)，氚的自持問題也比較嚴峻。

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