2050年实现核聚变商业发电，中国走到了哪一步？相关专家介绍中国聚变能技术研发情况

来源：环球时报-环球网

【环球时报-环球网报道 记者 樊巍】“核聚变想要实现商业化发电需要经历六个阶段，目前我们正处于第三个阶段。”在10月14日于成都举行的2025世界聚变能源集团第2次部长级会议暨国际原子能机构第30届聚变能大会开幕式上，中核集团核工业西南物理研究院院长助理、聚变科学所所长钟武律在接受《环球时报》记者采访时介绍称，实现核聚变能最终的商业化运用，需要经历原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆六个阶段，目前中国已走到了燃烧实验阶段。“目前我们燃烧等离子体的参数条件已经具备了。”

图为国际原子能机构第30届聚变能大会上展出的新一代人造太阳“中国环流三号”的模型 樊巍/摄

在本次两大核聚变能国际会议，中国何时可以实现核聚变商业化发电是各国媒体关注的焦点。在会场展出的新一代人造太阳“中国环流三号”的模型前，核工业西南物理研究院的专家以开放的姿态向各国来宾介绍中国聚变能技术研发的进展。

“根据我国的核聚变发展路线规划，将在2050年前后建成实现可以商用的核聚变发电，这个时间也和其他国家预计时间相近，但我们正在努力让这一天能够尽量早点到来。”中核集团科技带头人、电子回旋项目负责人黄梅向《环球时报》记者介绍称，中核集团目前正在按照“实验堆—示范堆—商业堆”的客观规律和思路开展聚变堆的研发。预计在2027年左右开展燃烧等离子体实验，在相关技术成熟之后，下一步就开始先导堆的建设，在这一阶段演示聚变能输出之后，再一步步开始商业堆的建设。

新一代人造太阳“中国环流三号”装置（图片来源：中核集团）

尽管聚变前景诱人，但要在地球上点燃并控制一颗“人造太阳”绝非易事。据《环球时报》记者了解，首要难题是创造出聚变所需的严苛环境。理论上，氘氚等离子体需加热至超1亿℃，约为太阳核心温度的6-7倍，才能克服原子核间的库伦排斥力，使其发生持续聚变。此温度下物质完全电离为第四态等离子体，任何实体容器均会汽化，必须采用非接触式约束技术，这正是聚变装置设计的最大挑战：一方面要把燃料加热到远超太阳的温度，另一方面又必须设法将难以驯服的高温等离子体束缚住，使其源源不断地产生聚变反应。目前，为约束住高温高压的等离子体，主要发展了磁约束和惯性约束两种途径，其中磁约束途径又以托卡马克类型装置为代表，取得了最接近堆芯所需的等离子体参数。世界上几个大型托卡马克实验装置已能短暂实现聚变反应所需的严苛条件，但如何进一步提高聚变功率增益、改善等离子体的约束性能和稳定性，维持长时间燃烧并获得净能量输出，仍是巨大的科学和工程考验。

此外，材料和工程技术方面的挑战同样艰巨。找到耐超高温和强中子辐射的结构材料，研制出性能卓越稳定运行的超导磁体和低温系统。开发实时监测等离子体状态并实施等离子体放电瞬态事件快速反馈控制的诊断与控制系统，这些都需要跨学科的协同创新。目前，国际上采用特种低活化钢和钨等抗中子辐照材料作为结构材料，但仍需提高抗辐射脆化能力；超导磁体采用价值昂贵的铌锡、铌钛合金或高温超导带材，在制造和装配上也面临巨大工程挑战；燃料循环方面，如何用聚变中子增殖氚并从增殖包层和含氚部件中高效地提取、回收和净化氚、如何安全储存，都需要重点攻克。

“坦白而言，核聚变发展到目前这个阶段，依然还有许多技术没有完全突破，例如辐照对材料的影响，燃烧等离子体物理、氚自持等。”黄梅称。

但她同时表示中国核工业人正在一步步开展相关技术验证，“我们正在升级新一代人造太阳中国环流三号装置并将在其上开展燃烧等离子体相关实验研究，在原创技术策源地—中国核聚变技术研发基地，开展堆芯材料、加热、诊断、控制、氚循环等技术的研发，这些都需要我们进一步突破。”黄梅坚信，作为聚变国家队，核西物院将通过各种平台快速实现技术突破，加快核聚变能研发进度，最终在2050年左右实现核聚变商业发电。

“我最想看到的核聚变能的应用场景就是，用核聚变能产生的第一度电去点亮一盏灯，那应该是我最激动的时刻。”黄梅称。