“1337秒”后，核聚变商业化还有多远

全高温超导托卡马克装置“洪荒70”。（受访者供图）

近期，一束“人造太阳”的光，在上海临港新片区骤然闪亮。

由国内首家聚变能源创业公司能量奇点打造的全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”，实现长达1337秒的稳态长脉冲运行，一举刷新商业核聚变领域的世界纪录。这不仅意味着这家中国初创公司站上全球技术前沿，更标志着人类离“无限清洁能源”的终极目标又近了一步。

1337秒的含金量：验证全高温超导聚变可行性

核聚变一直被视为人类能源的终极解决方案，其原理是将轻原子核在极高温高压下聚合为重原子核，同时释放出巨大能量。以海水中提取的氘为燃料，一升海水释放的聚变能量，相当于约300升汽油，而且几乎不产生高放射性废料，也没有碳排放，因此，核聚变被形象地称为“人造太阳”。

记者日前来到能量奇点位于临港的实验厂房采访时，科研人员正在对“洪荒70”进行数据监测和设备维护。这台装置的核心是一个形似甜甜圈的环形真空室，外部环绕着线圈。通电后，线圈会产生强大的螺旋形磁场，将一团如火球般的等离子体悬空约束，避免与任何内壁接触。

放眼全球，能实现100秒以上长脉冲运行的核聚变商业公司已是凤毛麟角，更何况这次达到的是1337秒，其含金量不言而喻。能量奇点何以做到？答案在于“洪荒70”采用的高温超导材料。

公司创始人、CEO杨钊告诉记者，目前全球约有100台托卡马克装置，绝大多数采用铜作为磁体材料，而“洪荒70”采用的是新一代高温超导材料。“铜在运行时自身会发热，导致装置很难做长脉冲运行，所以，大部分托卡马克的运行时间都在秒级甚至更短。而高温超导材料在临界温度下电阻为零，能产生强大磁场。”

事实上，高温超导材料虽性能优异，但业内曾长期质疑其工程可行性：即便造出来了，能否在极端恶劣的聚变工况下长时间稳定运行？“洪荒70”长达1337秒的稳态运行，正是对这一质疑的有力回应，它证明这条技术路线不仅可行，而且具备工程稳定性。

为了驯服这团“火球”，团队还为装置装上一个“智能大脑”，基于AI的控制系统，它可以实时监测等离子体的温度、密度和位置，并以毫秒级速度调节磁场，使整个系统始终维持在稳定状态。

国产化率近96%：走一条正向研发之路

“洪荒70”国产化率接近96%。从磁体、电源系统、微波发射机到控制算法等核心环节，均由能量奇点团队自主设计制造。关键设备如真空室等，由上海电气核电集团提供；超导磁体材料则来自上海超导科技股份有限公司。

约160人的团队，两年便走完全超导聚变装置从设计到落地的过程，创下全球同类型装置最快建设纪录。据了解，项目于2022年3月启动，2024年3月在临港建成，同年6月“洪荒70”实现首次等离子体放电——虽运行不到1秒，却验证了装置所有子系统的可行性。

为将长脉冲提升至可控水平，团队于2024年下半年启动二期升级改造，完成三大优化：增加耐热辐射的第一壁部件，解决热负荷问题；新增电流驱动与加热系统，为长脉冲运行提供持续动力；完善诊断系统并升级控制算法，让装置能更精准观察等离子体状态。在不断迭代中，脉冲时长也从1秒逐步提升至100秒、300秒，直至今年2月突破1337秒。

令人惊讶的是，这支团队里超过98%的成员此前并无可控核聚变领域的从业经历。“洪荒70”的成功落地得益于团队选择了一条完全正向研发的道路。“我们走的是全高温超导聚变的全新技术路线，可参考的传统聚变装置的研发经验有限。”杨钊坦言，团队在研发过程中研读大量前沿文献和教科书，摒弃“黑盒”模式，自主搭建仿真预测软件，通过理论模拟与实验验证，提前规避潜在技术风险，大幅减少后期返工。

去年3月，团队还研制出全球磁场强度最高、工程电流密度最大的大孔径高温超导D形磁体“经天磁体”，磁场强度高达22.4特斯拉，为下一阶段发展奠定基础。

打破“永远50年”传说：商业化进入倒计时

在可控核聚变领域，一直流传着一个“永远50年”的传说：从上世纪50年代起，科学家就告诉公众，可控核聚变距离商用还有50年，但此后每次演讲，这个50年都未曾缩短过。

核聚变的实现需要经过3轮可行性验证：科学可行性、工程可行性、商业可行性。杨钊表示，托卡马克装置早在30年前就已完成科学可行性验证。工程可行性的核心，是建造低成本、紧凑型超导装置，验证聚变净能量增益，也就是输出大于输入。而商业化，则要将聚变发电的成本控制在低于火电的水平。“当聚变的度电成本比火电低一个数量级时，就将是能源自由的状态。”

在他看来，高温超导技术路线通过提升磁场强度，大幅缩减装置尺寸，从而显著降低建造成本。“如果磁场强度提高一倍，设备体积可以缩小30倍，这意味着装备成本可以下降30倍。”

目前，全球正加速推进核聚变落地时间表。杨钊透露，能量奇点将启动下一代装置“洪荒170”的设计工作，计划2028年建成。该装置等离子体半径将达170厘米，体积规模超过“洪荒70”两倍以上，目标是实现Q值大于2的高能量增益。核聚变中的Q值即能量增益比，是判断“人造太阳”能否实现的关键指标——Q值等于1意味着输出与输入能量持平，而Q大于10才具备商业价值。

与“洪荒170”同台竞技的，还有安徽合肥的紧凑型聚变能实验装置BEST、“国家队”在上海建设的高温超导聚变装置“环流四号”，以及美国的核聚变项目SPARC。杨钊预测，未来5年，实现净能量增益的超导装置极有可能诞生，甚至不止一台。

原标题：《“1337秒”后，核聚变商业化还有多远》

栏目主编：戎兵

本文作者：文汇报 郭凡熙