十五五布局 “人造太阳”：从实验室到产业化，中国聚变正迈关键一步

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（来源：电能革新）

核聚变能被明确写入国家“十五五”规划纲要，列入未来产业重点方向。这项被称作“人造太阳”的技术，和天上太阳的发光发热其实是一回事，几十年来一直被业内视作人类能源问题的终极解决方案。而接下来这五年，正是中国聚变技术从实验室科学探索，全面转向工程化、产业化的决定性转折点。站在2026年这个时间点，这场酝酿了半个多世纪的能源革命，到底走到了哪一步？

在四川成都的国家聚变产业试验平台，这里正攻克聚变装置最核心的部件——第一壁。它就像一层贴在真空室最内侧的贴身铠甲，时刻承受着芯部上亿度等离子体的炙烤，以及高能粒子不间断的轰击。毫不夸张地说，第一壁要是扛不住，哪怕其他部件做得再先进，整个聚变装置也只能是个摆设。让人提气的是，我国自主研发的第一壁早已通过全球最严苛的高热负荷测试，目前已实现批量生产，技术水平稳居国际第一梯队。

全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST） 图片来源：新华社

一、三层“铠甲”：钨、铜、不锈钢的精密分工（附实测数据）

很多人以为第一壁就是一块厚金属板，其实根本不是。它是由三种不同材料叠在一起做成的精密“三明治”结构，每一层都有自己的专属任务，缺了谁都不行，而且每一项性能都经过了实打实的测试验证：

最外面一层是钨，相当于冲在最前面的“先锋盾”。在所有已知金属里，钨是全球聚变界公认最适合直接接触等离子体的材料。它的熔点高达3422℃，比钢铁高出一倍还多，就算面对聚变装置芯部1.6亿度的极端高温，也能保持固态不熔化；同时热导率有173W/(m·K)，热膨胀系数只有4.5×10-6/℃，被高能粒子轰击时的损耗极低，既能快速把热量导走，又不会掉渣污染反应区，从根上保证了等离子体的纯净和稳定。

中间夹着铜合金，负责当高效散热的“导热快车道”。钨层吸了那么多热量，必须瞬间传出去，不然分分钟就烧穿了。我国用的CuCrZr铜合金，实测导热系数达400W/(m·K)，是普通钢材的10倍以上，能在0.1秒内把钨层表面几千摄氏度的高温传导到下层，避免局部过热烧坏部件；就算在中子辐照的环境下，它的导热系数也能保持原来的80%以上，稳定性比普通铜好太多。

早在2016年，我国为ITER做的第一壁半原型件，就在俄罗斯Efremov研究所通过了极限测试：4.7MW/m²热负荷下扛了7500次循环，5.9MW/m²的过载热负荷下也扛了1500次，全程没有出现过热或者结构损伤。

最底下是低活化铁素体马氏体钢，相当于支撑整个结构的“坚固骨架”。实测数据显示，它的室温屈服强度达550MPa，比国际主流的Eurofer97钢高出16%；在650℃、90MPa的工况下，蠕变寿命能到2157小时，比F82H钢提升70%。

更厉害的是，它能扛住聚变产生的高能中子辐照，辐照后硬度只增加35%，远低于普通同类钢材（硬度几乎会翻倍）。它不仅能给整个第一壁提供足够的结构强度，还能挡住没被完全吸收的中子和辐射，保护外面的超导线圈、真空系统这些贵重设备，筑牢了整个装置的安全底线。

这三种材料怎么复合、怎么焊接、怎么成型，是全球聚变工程公认的顶级难题。而我国已经实现了第一壁全流程自主研发、制造和检测，从材料配方到焊接工艺，再到最后的高热负荷测试，所有核心技术都攥在自己手里，整体水平跻身国际前列。核工业西南物理研究院的团队不仅给国内的装置供货，还拿下了国际热核聚变实验堆（ITER）的第一壁批量制造合同，“中国造”的聚变铠甲，正在走向全球舞台。

二、从实验到工程：中国聚变的“十五五”关键突破

第一壁的突破，只是中国聚变工程化提速的一个缩影。现在整个领域正迎来三个标志性的进展，每一个都有实打实的实验数据支撑：

首先是装置性能不断刷新纪录。新一代“人造太阳”中国环流三号，2025年接连拿下两个大突破：先后实现离子温度1.2亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”稳态运行，最长稳态运行时间达到100秒；同时还实现了等离子体电流100万安培、高约束模式运行，衡量聚变反应水平的关键指标——聚变三乘积，达到了1020m-3·s·keV量级，创下了我国聚变装置的运行新纪录。这标志着中国聚变研究正式迈入“燃烧实验准备阶段”。按现有节奏，2027年就能首次开展燃烧实验，向“聚变输出能量大于输入能量”这个核心目标发起冲击。

与此同时，重大工程建设全面提速。合肥的BEST装置（燃烧等离子体实验超导托卡马克）主机进入总装冲刺阶段，核心部件安装进度已超80%，预计2027年底完成总装并投入调试。成都和合肥两大核心基地同步推进试验堆建设，其中成都试验平台已建成第一壁生产线，年产能可达50套。国家规划也划定了明确的时间表：2035年建成先导实验堆（设计聚变功率100MW），2045年建成示范电站（设计年发电量50亿千瓦时），一步步打通商业化路径。

更值得关注的是，完整的产业链已经初步成型。从上游的超导材料、核心部件制造，到下游的装备集成、测试服务，国内已形成较为完整的配套体系。西部超导生产的聚变级超导带材，临界电流密度达4.5×105A/cm²，可完全满足聚变装置超导磁体的核心需求；安泰科技研发的聚变级钨材料，纯度达到99.999%，达到ITER严苛标准。

除此之外，聚变技术衍生出的医疗技术已经落地：像超导质子治疗设备，治疗精度能到0.1mm，比传统放疗设备提升3倍以上，完成了技术的跨界转化。

三、终极能源的现实意义：不止于发电

很多人可能觉得“人造太阳”离我们还很遥远，其实它的战略价值早就超越了发电本身，几组数据就能说明它有多重要：

从能源安全的角度说，核聚变的原料氘可以直接从海水中提取。实测数据显示，1升海水里蕴含的氘，通过聚变反应释放的能量，相当于燃烧300升汽油（约2200大卡/升）。这么算下来，全球海水里的氘，足够人类用上几十亿年，而且分布均匀，哪个国家都能获取。真到了商业化那天，我们就能彻底摆脱对化石能源和传统铀矿的依赖，能源安全再也不用看别人脸色。

从产业发展的角度说，聚变工程是个不折不扣的“产业发动机”。它涉及超导、精密制造、材料科学、人工智能控制等几十个高端领域，每一项技术突破都能带动整个产业链升级。就拿第一壁制造来说，它直接推动了我国高端焊接和精密加工产业的技术进步，现在相关企业的焊接精度已经能做到0.01mm，达到了国际先进水平。可以说，发展聚变产业，就是在培育未来的高端产业集群，抢占全球科技竞争的制高点。

更现实的是，“十五五”把聚变从一个“科研课题”升级成了“国家产业布局”，政策、资金、人才都在往这个领域汇聚，原本看起来遥遥无期的研发进程，正在被一步步加速。现在第一壁、超导磁体、偏滤器这些核心部件都已经逐个攻克，工程化和商业化的壁垒，正在一个个被打破。

结语

“人造太阳”从科幻走进现实，从来都不是靠某一项技术的单点突破，而是材料、装置、工程、产业全链条的集体突破。成都试验平台上那层由钨、铜、不锈钢铸成的“聚变铠甲”，每一组实测数据、每一次性能突破，守护的不仅是装置里那团上亿度的等离子体，更是中国迈向终极能源、掌握未来能源主动权的底气。

十五五这五年，不是聚变商业化的终点，而是工程化的关键起点。当第一壁稳稳扛住上亿度高温，当核心装置不断刷新纪录，当产业链条逐步完善壮大，属于中国的“终极能源时代”，正一步步从蓝图照进现实。