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不久前，中國科學(xué)團(tuán)隊研制的聚變堆八分之一真空室及總體安裝系統(tǒng)通過專家組測試與驗收，系統(tǒng)研制水平及運行能力達(dá)到國際先進(jìn)水平，中國核聚變技術(shù)水平再次引起熱議。

“人造太陽”——核聚變能源是利用輕元素的核聚變反應(yīng)釋放能量的能源形式。由于單位燃料聚變反應(yīng)釋放能量巨大，聚變資源儲量豐富，主要產(chǎn)物清潔安全，可控核聚變一直被科學(xué)界視為未來解決人類能源困境的一個清潔、安全、豐富的長久出路。然而，可控核聚變歷經(jīng)半個多世紀(jì)發(fā)展，商業(yè)應(yīng)用仍有相當(dāng)距離。近年來，全世界國際聚變領(lǐng)域再度掀起熱潮，大型裝置和研發(fā)項目頻繁取得新進(jìn)展，私營企業(yè)異軍突起，主要國家政策上也跟進(jìn)支持，形成一股聚變“競賽”態(tài)勢。

根據(jù)國際原子能機(jī)構(gòu)今年初的數(shù)據(jù)，全球已有163座在運、在建和計劃建設(shè)的聚變研究設(shè)施。當(dāng)今國際重大科學(xué)工程之一的國際熱核聚變實驗堆（ITER）在中國、歐盟、印度、日本、韓國、俄羅斯、美國七方合作下不斷突破難題取得建設(shè)進(jìn)展。各國主要科研機(jī)構(gòu)陸續(xù)新建和升級聚變研究設(shè)施，實驗成果取得新突破。在國外大型裝置中，美國DIII-D國家聚變設(shè)施和國家點火設(shè)施（NIF）、俄羅斯T-15MD托卡馬克裝置、英國的歐洲聯(lián)合環(huán)裝置（JET）、德國Wendelstein 7-X仿星器裝置、韓國KSTAR超導(dǎo)托卡馬克裝置、日本JT-60SA托卡馬克研究裝置等都在不同技術(shù)路線和指標(biāo)上刷新紀(jì)錄。

我國聚變研究始于上世紀(jì)50年代，中核集團(tuán)核工業(yè)西南物理研究院、中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等老牌科研機(jī)構(gòu)和一批大學(xué)多年求索進(jìn)步，在托卡馬克、仿星器、球形托卡馬克、反場箍縮裝置、磁鏡裝置、直線裝置、偶極磁場裝置等各類傳統(tǒng)和非傳統(tǒng)技術(shù)路線上都有基礎(chǔ)。目前加快發(fā)力，在接連取得新突破之下，正逐步進(jìn)入世界第一梯隊。其中，2024年中國環(huán)流三號（HL-3）實現(xiàn)150萬安培電流的高約束模等離子體運行，自主研發(fā)的高功率高頻率（105GHz）回旋管、數(shù)字孿生系統(tǒng)等關(guān)鍵設(shè)備首次投入運行，裝置運行參數(shù)和控制水平穩(wěn)居世界前列。2025年1月，全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）首次創(chuàng)下“1億攝氏度1000秒”的長脈沖高約束模等離子體運行世界紀(jì)錄。核聚變技術(shù)研發(fā)基地、聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施、緊湊型聚變能實驗裝置、中國聚變工程實驗堆等研究和工程實驗設(shè)施也在規(guī)劃建設(shè)。

我們應(yīng)該如何看待目前世界主要國家在有關(guān)“人造太陽”技術(shù)發(fā)展方面的“競賽”？

首先，新興聚變企業(yè)近年來呈現(xiàn)異軍突起態(tài)勢，給推動聚變能商業(yè)化增添了一股新力量。根據(jù)不同統(tǒng)計，全球已有約50家私營聚變研發(fā)企業(yè)，呈快速增長態(tài)勢。私營企業(yè)大多致力利用新穎方案與技術(shù)，大幅加快聚變能實現(xiàn)的進(jìn)程。一些企業(yè)認(rèn)為，首座聚變電廠有望在2030年代初實現(xiàn)。如英國第一光聚變公司（First Light Fusion）2024年4月3日宣布“彈丸聚變”取得重大技術(shù)進(jìn)展，加拿大通用聚變公司2024年12月宣布磁化靶聚變（MTF）技術(shù)創(chuàng)下等離子體壓縮紀(jì)錄。我國民營能源企業(yè)在這方面也有快速發(fā)展，例如能量奇點公司今年3月10日宣布高溫超導(dǎo)磁體 “經(jīng)天磁體”達(dá)到了國際領(lǐng)先水平。

其次，可控核聚變作為人類最具挑戰(zhàn)性的科研工程難題之一，一直是科學(xué)界合作聚智的焦點。我國國內(nèi)聚變科技企業(yè)與科研院所2023年成立聚變產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟和可控核聚變創(chuàng)新聯(lián)合體，加強(qiáng)合作協(xié)同。國際合作也正進(jìn)入新階段，去年11月“世界聚變能源集團(tuán)”首次部長級會議匯集30多個國家核能主管部門。我國目前與全世界超過50個國家的120余家核聚變科研機(jī)構(gòu)建立合作與交流，特別是在助力東南亞、西亞、南美、北非等地核聚變新興國家學(xué)科和實驗裝置建設(shè)方面。全球南方國家對利用核能促進(jìn)社會發(fā)展表現(xiàn)積極，有望成為下一階段核能和平利用乃至核聚變能源發(fā)展的新熱點。我國致力于與各方共建開放、公平、公正、非歧視的國際科技發(fā)展環(huán)境，共享優(yōu)勢技術(shù)資源平臺，讓核科技為人類共同福祉發(fā)揮更大作用。

再次，對于國際可控核聚變的火熱態(tài)勢也應(yīng)冷靜看待?？煽睾司圩冄芯繜o論成本、科學(xué)與工程艱巨程度、解決問題的時間跨度都不應(yīng)低估。ITER最初計劃在2020年開始實驗，由于挑戰(zhàn)重重，現(xiàn)已一再延期到2034年，成本從50億美元漲到220億美元。可控核聚變當(dāng)前主要科學(xué)與工程挑戰(zhàn)有諸如等離子體穩(wěn)態(tài)燃燒、高溫耐輻照材料、氚增殖與自持循環(huán)等，短期內(nèi)商業(yè)化前景存在相當(dāng)大不確定性。而我國近期聚變新突破集中“爆發(fā)”，顯示出高端人才資源、工業(yè)基礎(chǔ)儲備、供應(yīng)鏈能力、統(tǒng)籌合力集智等諸多優(yōu)勢，有望在未來一段時間成為國際可控核聚變的引領(lǐng)和中堅，給廣大發(fā)展中國家及國際社會帶來福祉，彰顯中國高技術(shù)發(fā)展方向。