为什么全球可控核聚变竞赛中,总能看到合肥的身影?
未来能源的曙光:合肥在“人造太阳”领域的突破为何振奋人心
合肥与“人造太阳”:一段长达半世纪的科技马拉松
破解“50年魔咒”!合肥如何在“人造太阳”赛道跑出加速度
![]()
10月13日,安徽合肥的科学岛上传来新消息,聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)的偏滤器原型部件顺利通过验收。这个部件是托卡马克装置内负责处理高温粒子排出和杂质控制的关键系统,它的进展标志着我国在聚变堆核心工程技术上又迈出坚实一步。几乎同一时期,紧凑型聚变能实验装置BEST的主机关键部件——杜瓦底座也成功交付。这两项进展,如同拼图的关键碎片,让人类追逐终极能源梦想的蓝图变得更加清晰。而承担这一系列重大科研任务的,正是与可控核聚变研究结缘超过半个世纪的合肥。
时间回拨到1974年,那时的合肥西南郊还是一片田园风光,但科学的种子已悄然埋下。中国最早的环形托卡马克装置之一——HT-6就在这里建成并投入运行。那是物质条件极为匮乏的年代,科研人员凭借有限的资料和巨大的热情,开启了中国人“人造太阳”的探索之路。当时的科研团队面临诸多挑战,但他们克服困难,为后来的研究积累了宝贵经验。这段历史奠定了合肥在我国磁约束核聚变研究中不可或缺的地位。
![]()
数十年磨一剑,曾经的科研幼苗已长成参天大树。在被誉为“科学岛”的合肥物质科学研究院内,形成了以全超导托卡马克装置EAST(东方超环)、聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT,以及正在建设的紧凑型聚变能实验装置BEST为代表的重大科技基础设施集群。EAST作为世界首个全超导托卡马克装置,近年来屡创世界纪录,比如实现了1亿摄氏度等离子体稳态运行千秒以上的突破,为未来反应堆的长时间运行提供了关键数据支持。CRAFT则为未来建造聚变示范堆进行核心部件的工程可行性验证。BEST则探索更紧凑、经济性更高的聚变能源技术路径。它们构成了合肥在可控核聚变领域的“铁三角”,也成为国家战略科技力量的重要组成部分。
放眼全国,可控核聚变研究形成了以中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所和中核集团核工业西南物理研究院(位于成都)为两大主力,多家高校和企业共同参与的格局。成都的“中国环流三号”装置同样取得了令人瞩目的成就,例如在高温等离子体物理研究方面达到国际先进水平。合肥与成都,以及其他科研重镇,共同构成了中国冲击“人造太阳”梦想的多支点、强支撑体系。
![]()
然而,科学探索的终极目标往往是服务社会、改善生活。可控核聚变能否走出实验室,实现商业化应用,是衡量其价值的最终标尺。过去业界有个著名的“50年魔咒”,即人们总是调侃说“实现可控核聚变商用永远还需要50年”。但现在,这个魔咒正在被打破。2023年,安徽省制定了《以创新模式加速推进聚变能商业应用战略行动计划(2022—2035年)》,明确了核聚变开发应用的“三步走”战略:计划在2030年前利用BEST等装置完成发电演示验证,随后启动中国聚变工程示范堆CFEDR的建设,目标在2040年前后探索建设更高功率的商业堆。这条路径展现了加速推进聚变能应用的决心。
商业化的浪潮也吸引了市场力量的关注。在合肥,围绕可控核聚变技术,开始涌现出一些创新主体。例如,由科研机构、地方国资和社会资本共同参与的聚变新能(安徽)有限公司等市场化实体开始运作,旨在探索聚变能源技术商业化转化的新路径。蔚来创始人李斌也参与了前期筹划,希望能借鉴新能源汽车领域的创新经验,为聚变能源的商业化注入市场活力和新的思维。这表明,聚变能的发展正从传统的国家主导科研模式,逐步转向“国家队”与市场力量协同创新的新阶段。
与此同时,上海等地也在积极布局。由中核集团牵头,联合多家单位成立的中国聚变能源有限公司,计划投资百亿元开展相关研究并建设“中国环流四号”装置。这表明,一场围绕未来能源的科技竞赛和产业布局正在多个创新高地间展开。健康的竞争与合作关系,将有力推动我国整体聚变能事业的发展。
![]()
合肥能够在这一前沿领域持续发挥重要作用,绝非偶然。其背后是长达50年的持续投入和科研积累,形成了从基础研究、关键技术攻关到工程验证的相对完整的创新链条。中国科学技术大学等高校在物理、工程等学科方面提供着强大的人才和智力支持。安徽省、合肥市层面将核聚变能作为未来产业重点培育,提供了政策、资金和服务保障。这种长期主义、耐心投入和对基础研究的尊重,是合肥能够不断产出重大成果的深层原因。
聚变研究的价值不仅仅在于最终发电。在攻关过程中产生的许多技术,如超导技术、真空技术、精密制造、先进材料等,已经或正在衍生出新的应用,服务于医疗、工业、安全等领域,这就是所谓的“沿途下蛋”效应。EAST等大科学装置的建设和运行,也培养和凝聚了一大批高水平科研人才和工程师队伍。
当前,全球主要国家都在积极布局可控核聚变。根据国际能源署的预测,未来全球核聚变市场潜力巨大。我国在今年通过了原子能法,为包括聚变能在内的核能事业发展提供了更完善的法律保障。业内分析认为,聚变能商业化进程可能比预想的要快,有乐观预计认为本世纪30年代至50年代可能会有突破性进展。
回望合肥与“人造太阳”相伴的半个多世纪,从最初的蹒跚学步到今天的并跑、领跑,体现的是一种面向长远、久久为功的战略定力,是一种跨学科、大协作的创新能力,更是一种将科幻梦想一步步变为工程现实的务实精神。当一滴海水蕴含的能量有望超过300升汽油的愿景照进现实,它所驱动的将不仅仅是机器,更是人类文明向更高级阶段迈进的无限可能。合肥在这条漫长征途上的探索与实践,不仅关乎一座城市的未来,也关乎国家能源安全和人类可持续发展的共同福祉。正如一位资深科研人员所说,这条路很难,但值得坚持,因为它的尽头是星辰大海。
特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.