财π新闻 我国可控核聚变领域近期接连取得多项关键进展，相关技术研发与工程化推进速度持续加快，整体研究水平与欧美、日本共同处于国际第一方阵，部分技术实现领先，核聚变能正加速从科学实验阶段全面转向工程化、产业化发展阶段。“十五五”规划纲要明确将发展核聚变能列为新的经济增长点，提出要突破氚燃料制备循环、材料辐照考验、高性能激光、超导磁体制造等核聚变关键技术，开展聚变氘氚燃烧等离子体运行实验和多技术路径可行性验证，推进核聚变研发工程化进程，为“十五五”时期我国核聚变技术发展提出了明确方向。《中华人民共和国原子能法》2026年1月正式施行，明确鼓励和支持可控热核聚变研究，同时国务院《2030年前碳达峰行动方案》也对聚变技术研究提出相关要求，从顶层设计层面为核聚变领域的长期发展提供了政策支撑。

作为目前我国规模最大、参数最高的聚变实验装置，“中国环流三号”是我国自主设计、研制的国内规模最大、参数最高的核聚变大科学装置，承载着探索开发聚变能源的国家使命，其等离子体体积2倍于国内其他大型装置，等离子体离子温度可达1.5亿度，等离子体电流可达3兆安，是国内唯一具备堆芯级等离子体运行能力的大型托卡马克装置，也是国际热核聚变实验堆组织在中国的唯一卫星装置。自2020年12月建成并实现首次放电以来，“中国环流三号”取得了一系列国际先进成绩，多次创造我国可控核聚变装置运行纪录。2025年，“中国环流三号”在国内首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行，综合参数聚变三乘积达到10的20次方量级，推动中国聚变挺进燃烧实验阶段，创造了我国聚变研究多项新纪录，涌现一批原创性、前沿性、突破性成果。此次实验过程中，我国自主研发并成功应用多型国际一流的聚变研发核心装备，其中自主研制的高功率微波回旋管成功投入运行，最高注入功率达2.5兆瓦，掌握了稳定获得电子内部输运垒的控制技术，为电子温度突破1.6亿度提供了核心支撑；建成并投运2套具有完全自主知识产权的高功率中性束注入加热系统，这是提升原子核温度的核心设备，单条束线最大功率达7兆瓦，整体技术跻身国际第一梯队；研发团队还成功突破高压电源的多项核心技术，自主研制的高压电源最高可实现120千伏的直流输出，精度优于1%，总体技术达到国际先进水平。除此之外，研发团队还首次提出并实现了提高芯部能量约束的新方法，掌握了提升原子核温度的运行策略，独创性探索了芯部能量约束调控方法，成功抑制了制约原子核温度提升的芯部磁流体不稳定性，攻克了电流剖面及密度剖面控制等技术难题，在国内首次实现原子核温度超过1亿度的可重复放电。目前“中国环流三号”已进入能力升级阶段，计划2027年在国内率先开展聚变燃烧实验，这将是我国聚变研究从科学探索迈向工程验证的关键跨越。核工业西南物理研究院聚变技术研究所副所长白兴宇表示，团队计划在2035年做出聚变先导实验堆，2045年左右做示范堆。

2026年6月，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所宣布，两套聚变堆关键超导磁体完成研制验收与满参数测试，核心技术实现100%国产化。其中环向场超导磁体是目前全球尺寸最大的聚变堆超导磁体，长21米、宽12米、高3.3米，总重量达582吨，体积是国际热核聚变实验堆同型号磁体的1.3倍，储能达到3倍，未来将由16块同款环向场磁体共同组合搭建，形成完整的环向磁场。另一款高温超导中心螺管线圈可稳定载流60千安，储能6.03兆焦，已完成满负荷极限工况测试，多项核心参数实现反超。从上游超导原料、特种不锈钢、绝缘材料，到中游加工组装、下游性能检测，全部环节均实现国内自主研发与生产，彻底摆脱了对外部供应链的依赖。这套磁体是专门为中国下一代聚变工程实验堆量身定制的，验证了完全自主的技术路线，把聚变发展的主导权牢牢握在了自己手里，其成功研制也证明我国有能力把图纸上的理论变成实打实的重工业设备，验证了世界最大规模的焊接、绝缘和总装工艺。该紧凑型聚变实验装置预计将在2027年底建成，并计划于2030年前后演示用核聚变产生第一度电。在此之前，全超导托卡马克核聚变实验装置EAST已经成功实现1亿摄氏度、1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，这是人类首次在实验装置上完整模拟出未来聚变堆实际运行的核心条件，为国际热核聚变实验堆和未来示范堆建设提供了关键支撑。

在磁约束核聚变能量导出关键技术领域，中核集团核工业西南物理研究院近期也取得重要进展，研究团队自主设计并建成了用于聚变能量导出研究的工程性液态金属和氦气工质热工研究台架，并已全面投入运行，这标志着我国构建起覆盖聚变堆全工况、具备国际领先水平的液态金属与氦冷技术研究体系，为未来聚变堆的工程化应用奠定了关键实验基础。核聚变能被视为人类未来的理想能源，其中如何高效、安全地将聚变反应产生的高能量导出并转化为电能，是关键技术挑战之一，包层是聚变堆实现该功能的核心部件，液态金属包层与氦冷固态包层是目前国际上两条重要的技术路线，围绕这两类方案开展热工水力、磁流体动力学效应及材料相容性等关键问题的工程验证，是推进聚变电站建设的必要前提。此次建设的液态金属热工研究台架在综合性能方面达到国际领先水平，可在0-4T强磁场、300-550℃高温及多种流量条件下稳定运行，其核心参数可达聚变堆芯真实水平，哈特曼数达10000，该平台将为我国液态锂铅包层的自主研发提供关键数据支撑，重点解决强磁环境下磁流体动力学问题及其对传热行为的影响等科学问题。而氦气工质热工研究台架则瞄准氦冷固态增殖剂包层技术方向，参考国际热核聚变实验堆技术规范设计建造，具备4-12 MPa高压、常温-500℃宽温域稳定运行能力，该平台实现了三项关键设备国产化技术创新，自主研发的电磁轴承氦气主风机实现了转子无接触、零磨损运行，集成了高效紧凑的印刷电路板式换热器，并在关键阀门应用金属波纹管密封技术，实现了系统极低的泄漏率，其模块化设计不仅验证了工厂化预制与安装的可行性，也为未来国际热核聚变实验堆及商用堆建设提供了重要的成本控制参考。能量导出热工实验台架的全面建成，是我国在核聚变关键设备与技术自主化能力上的重要体现，该成果显著提升了我国在液态包层和氦冷系统领域的工程验证能力与技术储备，表明我国已系统掌握包括主风机、高效换热器等在内的氦冷系统设计、制造与集成核心技术，这一进展将有力支撑我国聚变实验堆的后续建设，推动国际热核聚变实验堆计划顺利实施。

2026年7月6日至10日，国际热核聚变实验堆组织在法国总部召开中方氦冷固态增殖剂实验包层系统初步设计专家评审会，会上中方团队就系统设计与验证、技术风险分析、安装调试方案等进行专题汇报，评审专家组对中方设计方案、分析结果予以充分肯定，并就下一步工作提出指导性意见建议，此次会议的成功召开标志着初步设计方案顺利通过评审。实验包层项目作为国际热核聚变实验堆三大工程目标之一，旨在验证聚变堆条件下的氚增殖和能量提取技术，为未来聚变堆包层的设计与研发提供重要的技术经验和实验数据的支持。国际热核聚变实验堆实验包层项目首轮测试4个包层概念，包括欧盟的水冷锂铅包层，欧盟和韩国合作的氦冷陶瓷球床包层，日本的水冷固态包层，中国的氦冷固态包层。核聚变中心委托核工业西南物理研究院、中国工程物理研究院材料研究所、中核同创（成都）科技有限公司、中国核电工程有限公司等单位合作开展中方氦冷固态增殖剂实验包层系统的设计与研发等工作。

我国将核聚变能定位为未来产业的核心赛道，相关部委围绕国内核聚变研究攻关重点，支持建成了多个国际先进的研发平台，面向企业、科研院所、高校，通过设立科技项目等形式，开展针对性科学技术攻关和人才培养。同时，我国积极参与国际热核聚变实验堆计划和国际合作交流，通过承担关键部件研制任务，在堆芯涉核内部件、诊断、电源、超导磁体等聚变堆核心技术方面取得了较大突破，并形成了一批高新技术产业。2025年10月，国际原子能机构全球首个聚变能研究与培训协作中心落户中国成都，标志着我国在聚变能源领域的国际影响力实现了新的跃升。2025年7月，中国聚变能源有限公司正式挂牌，对于我国核聚变事业从科研探索向工程化、产业化发展迈出了具有里程碑意义的一步。

聚变技术在研发过程中沉淀出大量可外溢的科技成果，一方面推动完整聚变产业链快速成形，另一方面超导磁体、等离子体等核心技术，已在我国制氢、矿产分选等领域落地应用。位于四川成都的核工业西南物理研究院，科研人员基于“人造太阳”的先进等离子体表面工程技术，正在进行非贵金属催化电极制备，可显著提升制氢效率，降低电解水制氢成本，对绿氢规模化发展具有推进作用。核工业西南物理研究院应用技术开发所所长王晓宇介绍，团队主要是利用等离子体的高活性，用非贵金属实现贵金属质性电极的功能，成本可能只有贵金属的十分之一。该技术还有更多应用场景，比如当前全球科技企业正在快速布局新一代玻璃基板封装材料，聚变等离子体技术可以显著提升玻璃基板封装集成度。目前我国超导材料生产技术已实现自主可控且占据全球约70%的市场份额，还形成了全国性核聚变产业联盟，核心设备逐步实现国产化。

(编辑：胡中华)