刚刚春晚出现的核聚变装置“EAST”是什么

旧物新生 社区服务 车位房屋 招工求职

行业二手社区点击查看→核趣集市

在刚刚结束的春晚上，大国重器纷纷亮相，其中万院士+人造太阳是最瞩目的硬核科技之一，就让小编为大家解读一下这背后的奥秘。

核聚变能源因其燃料储备的无限性、环境的极端友好性以及反应过程的固有安全性，被科学界公认为人类解决能源危机、实现可持续发展的“终极能源”。磁约束核聚变作为实现这一目标的主流技术路径，其核心挑战在于如何在地球上建造一个能够安全束缚上亿摄氏度等离子体并实现稳定能量输出的装置，这便是举世闻名的“人造太阳”计划。

中国在这一领域的探索不仅是一部技术追赶史，更是一部由顶尖科学家引领、国家战略驱动、市场力量参与的宏大史诗。以万元熙院士为代表的老一辈科学家，在极端困难的条件下，通过自主创新奠定了中国超导托卡马克的技术根基；以全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）为核心的大科学装置群，则让中国在磁约束聚变物理研究上实现了从“跟跑”到“并跑”再到“局部领跑”的跨越。进入21世纪第三个十年，随着高温超导材料、人工智能以及精密制造技术的突破，中国核聚变产业正经历从实验室迈向工程化、商业化的历史性转折，形成了“国家队”持续领航、商业公司异军突起、产业链生态日趋完善的崭新格局。

万元熙院士：中国全超导托卡马克的战略奠基人
早年经历与学术根基的铸就

万元熙院士的学术生涯与中国核聚变事业的起步几乎同步。1939年12月，他出生于四川省德阳市绵竹市，在那个物质匮乏的年代，他展现出了卓越的科学天赋。1964年，万元熙从北京大学物理系理论物理专业毕业，随后在1967年完成了北京大学原子核物理专业的研究生学业。这一深厚的理论底蕴，为其后续领导复杂的核聚变大科学工程打下了坚实的物理基础。

1986年起，万元熙历任中国科学院等离子体物理研究所常务副所长、所长。这一时期，中国核聚变研究正处于通过国际合作寻求突破的关键期。万元熙直接领导并参加了中国第一个超导托卡马克装置HT-7的建设和实验工作。HT-7是一个具有传奇色彩的装置，它是中国科学家利用生活物资从国外换回并经过大规模升级改造而成的。在万元熙的带领下，HT-7多次取得突破性进展，为中国培养了第一批掌握超导托卡马克运行经验的人才，并让中国科学家意识到，要真正掌握聚变能，必须走自主设计的道路。

EAST设计中的关键博弈与战略冒险

万元熙院士对中国聚变事业最大的贡献之一，是在主持全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）设计时表现出的超凡胆识。在20世纪90年代末，全球托卡马克装置大多采用圆截面磁场设计，虽然技术成熟但物理性能受限。万元熙提出要建造世界上首个全超导、非圆截面的托卡马克装置。这一方案在当时被认为具有极高的技术风险，因为超导磁体必须在承受快速磁通变化的同时保持超导态，这在工程上极具挑战性。

面对质疑，万元熙基于严谨的理论计算和对全球超导技术趋势的敏锐洞察，坚持了这一方案。他认为，非圆截面能够显著提高等离子体的约束性能，是通向聚变堆的必经之路。他曾感叹，这是他一生中作出的“最冒险”的决定，但这种冒险是有物理依据的：一是国际上已有模型线圈证明了超导材料的韧性；二是可以采用物理手段降低磁通变化的要求。2006年，EAST装置的成功建成并实现首次放电，完美验证了万元熙的战略眼光，使中国在全超导托卡马克领域走在了世界前列。

院士成就与人造太阳精神的传承

万元熙院士的卓越贡献为其赢得了无数荣誉。2009年，他当选为中国工程院院士。他先后获得国家科学技术进步奖一等奖（2008年）、何梁何利基金科学与技术进步奖（2009年）以及安徽省自然科学奖一等奖等多项殊荣。

更重要的是，万元熙在人才培养和科学普及方面投入了巨大心力。他担任中国科学技术大学核科学技术学院院长，致力于构建完整的核聚变人才培养链条。在等离子体所的科研大楼里，他提出的“人造太阳”精神激励着一代又一代年轻科研工作者。如丁锐、秦经刚、徐国梁等新一代领军人才，正是这一精神的直接受益者，他们在EAST和国际热核聚变实验堆（ITER）项目中承担着关键任务。

EAST装置：中国核聚变研究的物理重器
装置原理与核心技术突破

EAST（Experimental Advanced Superconducting Tokamak）是世界上第一个实现全超导、非圆截面的磁约束核聚变实验装置。其物理原理是通过强磁场将氢同位素（氘和氚）等离子体加热至极高温度，使其发生聚变反应并释放巨大能量。由于常规材料无法承受这种高温，EAST利用超导磁体产生螺旋环形磁场，将等离子体悬浮在真空室内，避免与器壁直接接触。

EAST的建设攻克了大量工程瓶颈。例如，超导线圈需要在零下269摄氏度的极低温环境下工作，而等离子体中心温度却高达1亿摄氏度，两者之间仅有不到一米的距离，这对隔热与真空系统提出了近乎苛刻的要求。中国科研团队通过自主创新，实现了超导线材从进口到出口的逆袭，铜线断线率降为零，确保了装置运行的稳定性。

重大实验成果：向亿度千秒迈进

EAST的建设设定了三大科学目标：等离子体电流达到1兆安、中心温度达到1亿摄氏度、稳态运行维持1000秒。多年来，EAST团队在冲击这些目标的道路上屡创佳绩：

1.高约束模式世界纪录：2023年，EAST成功实现了403秒稳态高约束模式等离子体运行，这一纪录不仅验证了高约束稳态运行的可行性，还为未来聚变堆的工程设计提供了核心参数。

2.亿度高温突破：在多轮实验中，EAST成功实现了电子温度超过1亿摄氏度的稳定运行。这证明了中国在等离子体加热与电流驱动、超导磁体稳定性以及等离子体与器壁相互作用控制等方面已处于世界顶尖水平。

3.密度极限与破裂预防：针对等离子体密度极限导致的破裂难题，EAST团队通过对等离子体与器壁边界区域物理机制的研究，提出了有效的预防策略，极大地提高了装置运行的安全性和可靠性。

作为ITER计划的实验前哨

中国于2006年正式加入国际热核聚变实验堆（ITER）计划。在此过程中，EAST被国际聚变界公认为ITER最重要的实验验证平台和典型的“卫星工程”。中国承担了ITER计划约75%的研发任务，在超导电缆采购包、真空杜瓦、偏滤器研制等关键环节均实现了中国制造的卓越品质。通过在EAST上预先开展ITER相关的物理实验，中国科学家不仅提升了自身的科研实力，也为ITER的顺利推进贡献了中国智慧。

中国核聚变产业的国家队：大科学装置与战略部署

CRAFT（夸父）设施：攻克关键系统工程

聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT），中文简称“夸父”，是“十三五”国家重大科技基础设施。该设施旨在攻克超导磁体研究系统和偏滤器研究系统这两大核心技术瓶颈。

2025年至2026年期间，“夸父”项目取得了多项重要进展：

●高温超导电流引线：成功研制出100千安培级高温超导电流引线，实现了从设计到材料、从工艺到测试的全链条国产化。这种引线具备高载流、低漏热和长失冷安全时间，是未来聚变堆高效运行的基础。

●遥操作系统：成功研制了聚变堆遥操作系统测试平台，攻克了在极强中子辐射和复杂工况下对装置内部进行全自主维护的技术难题。

●偏滤器原型：偏滤器作为等离子体热负荷泄放的核心部件，其原型部件在CRAFT设施中顺利通过测试，标志着中国在聚变堆排热技术上取得了关键突破。

BEST装置：点亮第一盏灯的先锋

紧凑型聚变能实验装置（BEST）是衔接物理实验与工程示范的关键节点。该装置采用紧凑高场超导托卡马克技术路线，目标是在全球范围内首次演示核聚变发电。

2025年10月，BEST装置主机的核心部件——杜瓦底座成功落位安装。这个直径18米、高5米、重400余吨的巨型部件，是国内聚变领域最大的真空部件。BEST预计将于2027年底建成。它的成功运行将验证未来聚变堆的关键技术，并有望在2030年前后，通过核聚变产生的第一度电“点亮第一盏灯”。

CFETR：中国聚变梦的宏伟路线图

中国聚变工程实验堆（CFETR）是中国磁约束聚变发展的终极目标，规划分“三步走”：

1.第一阶段（至2021年）：完成CFETR的立项与关键技术研发。

2.第二阶段（至2035年）：建成聚变工程实验堆，开始大规模科学实验，实现聚变能量的稳定输出，其Q值（聚变增益系数）目标远超现有装置。

3.第三阶段（至2050年）：建设聚变商业示范堆（DEMO），实现聚变能的大规模商业应用。

商业核聚变的崛起：资本、技术与效率的共振

2021年的行业破冰与资本热潮

长期以来，核聚变一直被视为遥不可及的科学梦想。然而，2021年成为了中国乃至全球商业核聚变的元年。这一年，高温超导技术取得重大突破，使聚变堆的小型化和低成本化成为可能，直接促成了资本市场的关注。

在中国，能量奇点和星环聚能这两家初创企业在2021年先后成立。截至目前，民营资本在核聚变领域的投入已达数十亿元。例如，星环聚能在2026年初完成的A轮融资高达10亿元，由上海国投旗下科创集团及未来产业基金领投。这种“政企协同、资本赋能”的模式，正在显著加快核聚变从实验室走向市场的速度。

产业集群的地理分布

中国核聚变产业已初步形成四大核心增长极，形成了明显的区域协同效应：

1.合肥（策源地）：依托等离子体所和“科学岛”，作为技术策源地和国家级设施集聚区。

2.上海（重镇）：凭借雄厚的工业基础和金融优势，成为星环聚能、能量奇点等企业的融资与总部中心，正崛起为核聚变产业重镇。

3.西安（研发中心）：星环聚能等企业在西安设立实验基地，依托西部地区的航空航天与重型机械产业链优势，开展工程验证。

4.成都（老牌强区）：西物院所在地，致力于环流三号等大型装置的改造与实验。

产业链深度解析：上游材料与核心部件

核聚变装置的建设不仅是物理难题，更是极端工程挑战。其产业链分为上游材料、中游组件和下游整机系统。

高温超导材料：聚变小型化的圣杯

第二代高温超导（REBCO/YBCO）材料的成熟，是本轮商业聚变热潮的物理支点。这种材料在20K左右的环境下即可工作，且载流能力惊人。

●核心供应商：国内企业如联创光电（600363）、永鼎股份（600105）在高温超导带材与磁体系统领域具有先发优势。

●良率突破：目前高温超导带材的良率已提升至90%以上，这对于降低磁体系统成本（通常占整机成本的50%左右）至关重要。

真空室与第一壁部件

等离子体与器壁的“最后一毫米”是聚变堆最严苛的区域。

●核心企业：安泰科技（000969）提供钨系耐高温材料；合锻智能（603011）参与杜瓦底座及核心部件的成型制造；国光电气（688776）负责微波加热系统及高温真空部件。

●精密精度：BEST装置杜瓦底座的安装精度偏差要求不超过2毫米，这种极高的工艺要求正带动中国精密机械制造业向世界顶尖水平看齐。

电源与精密控制系统

核聚变反应需要瞬间注入巨大的能量，且需要对等离子体进行极其精确的控制。

●电源技术：爱科赛博、英杰电气、四创电子等企业在脉冲电源及高带宽隔离放大器领域提供了关键支撑。

●AI赋能：AI正被广泛应用于装置监测、安全预警以及等离子体诊断中。通过AI算法，科研人员可以实时控制数千个参数，有效延长等离子体的放电寿命。

政策、法律与投资环境：2026年的新节点

《原子能法》施行的法治红利

2026年1月15日，《中华人民共和国原子能法》正式施行。这是中国核能法治建设的里程碑事件，其中明确提出“国家鼓励和支持受控热核聚变研究”。

●制度保障：法律的施行为聚变能创新划定了清晰的边界，消除了以往由于法律缺位导致的企业及投资机构的合规性顾虑。

●标准统一：为国际合作、技术出海以及未来的聚变电站选址与运营提供了制度保障。

耐心资本与金融创新

核聚变商业化周期长（通常预测在10-15年以上），传统的风险投资难以完全覆盖其研发需求。

●聚变金融联盟：为此，中国成立了“聚变金融机构联盟”，汇聚了130余家金融机构，致力于搭建产融协同桥梁。

●专项基金：合肥市推出了“未来聚变能源创投基金”，首期规模10亿元，其存续期长达15年，被业界誉为真正的“耐心资本”。

●二级市场表现：2025年万得可控核聚变概念指数累计涨幅达83.19%，显示出资本市场对核聚变作为新质生产力核心引擎的高度认可。

人才培养：从实验室到工业界的跨越

为了支撑万亿级的未来产业，中国正在加速核聚变人才储备。

●专业学院：哈工大、西安交大、兰大等高校相继成立聚变创新学院。2026年初，“合肥工业大学聚变科学与工程学院”正式揭牌。

●多元化结构：目前的人才结构正从纯物理研究向工程实用型转变。星环聚能等初创企业中，硕博占比超过70%，形成了一支兼具科学研发与工程管理能力的复合型队伍。

国际竞争格局：中国的优势与挑战
国际科技制高点的博弈

在核聚变领域，竞争正从“谁的放电时间长”转向“谁能率先实现商业闭环”。

●西方国家动态：美国、英国在核聚变监管政策上较为超前，其初创企业如CFS获得了超过18亿美元的巨额融资，投资人包括比尔·盖茨、萨姆·奥尔特曼等。

●中国的竞争力：中国的优势在于“全产业链集结”。从原材料加工、核心部件研制到总体集成，中国拥有极强的工业落地能力。此外，由中核集团牵头的“可控核聚变创新联合体”将25家央企、高校和科研院所紧密联合，形成了强大的体系化攻关能力。

知识产权与技术封锁的风险

随着核聚变进入工程化竞速期，知识产权保护成为了核心议题。由于私人资本的重度参与，如何在开放合作与技术专有权保护之间平衡，是中国企业未来走向国际市场时必须面对的挑战。同时，面对单边主义和保护主义引发的外部挑战，持续强化关键核心技术（如大能量激光器、重频靶等）的自主研发是确保国家能源安全的必然选择。

未来预测：中国核聚变的关键时间节点

综合现有科研进展、工程进度及政策导向，中国核聚变能的发展可预见以下三个关键阶段：

2026-2030年：工程验证与点灯突破

●BEST运行：到2027年左右，BEST装置将建成并实现聚变发电演示。

●第一盏灯：到2030年前后，中国有望通过核聚变产生的第一度电真正点亮第一盏灯，这将是人类能源史上的历史性瞬间。

●商业堆原型：民营企业如星环聚能预计在2028年前后完成工程验证，启动其商业示范堆建设。

2030-2040年：工程堆建设与技术扩散

●CFETR二期：聚变工程实验堆开始大规模科学实验，Q值将达到10以上，实现能量的可观增益。

●分布式场景应用：紧凑型聚变装置将开始尝试在深海作业平台、大型船舶动力及高集成度工业园区进行试点应用。

●产业链成熟：高温超导材料价格将随规模效应显著下降，核聚变产业链各环节将形成稳定的招标与供应体系。

2040-2050年：商业示范与能源普及

●商业聚变堆：2050年左右，首批商业聚变示范堆投入运行，核聚变能开始大规模并网，成为中国实现碳中和目标的终极保障。

●能源成本革命：核聚变提供的近乎无限、极低成本的电力，将彻底改变电解水制氢、碳捕集等高耗能绿色技术的经济性，重塑全球工业体系。

中国引领聚变能时代的底气

从万元熙院士在HT-7旁手搓线圈的艰苦创业，到如今EAST装置在蜀山脚下创造世界纪录，中国核聚变事业走过了一条极不平凡的道路。

当前，“国家队”大型装置（如EAST、BEST、CFETR）提供了坚实的物理基础和大型工程经验，而“商业新势力”（如星环聚能、能量奇点、聚变新能）则通过高效的决策机制和技术创新，在紧凑型、低成本路径上快速突围。这种“双轮驱动”的格局，结合2026年施行的《原子能法》以及日益成熟的“耐心资本”环境，使得中国比历史上任何时期都更接近实现“核聚变发电”的梦想。

展望未来，核聚变不仅是解决能源危机的钥匙，更是中国发展新质生产力、建设现代化产业体系的核心驱动力。在科学岛、张江高科及西安高新区的一间间实验室里，属于人类的“恒星纪元”正因中国聚变人的努力而加速到来。

再次祝福万院士团队

祝大家马年马上突破

这酒也是核技术哦

以后买辐照酒，找核趣就对了