核聚变：当“50年预言”遇上“安徽速度”
当太阳核心的温度攀升至1500万摄氏度，氢原子核在引力作用下克服库仑斥力，以每秒消耗6亿吨氢燃料的速度燃烧，即可释放出可以照亮整个太阳系的能量——这就是核聚变。地球上，科学家们致力于将这种稀缺变为日常。
那么，核聚变真的安全吗？托卡马克装置是一种怎样的“神兵利器”？这一探索清洁能源“终极方案”的大科学装置，当前的建设和使用情况如何？地方政府为核聚变产业砸下百亿资金，背后逻辑何在？
7月1日，“活力中国调研行”记者团继续在安徽省合肥市调研，当日聚焦的正是承载着人类对“海水变石油”等终极能源无限憧憬的聚变领域。
核聚变释放巨大能量
来到聚变创新展览馆，中国发展改革报社记者看到全超导托卡马克实验装置EAST模型占据C位。模型剖面，内部超导磁体等“心脏”部件清晰可见。在变幻的光线下，等离子体如同爆裂中的火球，却在磁约束的“囚禁”中保持稳定悬浮，不断释放巨大能量。
在聚变新能（安徽）有限公司展览馆，全超导托卡马克实验装置EAST模型占据C位。王健生 摄中国科学院合肥物质院等离子体物理研究所团委书记叶华龙介绍，今年初，位于合肥科学岛上的全超导托卡马克装置EAST获得重大成果，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，刷新世界纪录。
聚变研究在基础科学上取得突破后，迅速转向工程实践。继EAST实现“亿度千秒”后，紧凑型聚变能实验装置BEST出场了。
据了解，5月1日，合肥BEST项目工程总装工作比原计划提前两个月，在聚变堆主机关键系统综合研究设施园区正式启动。
令人期待的是，BEST装置预计2027年建成，有望在2030年通过核聚变点亮第一盏灯，2050年前实现聚变能商业化发电。
离BEST园区不远的是聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）——“夸父”项目。CRAFT是合肥获批综合性国家科学中心后首个落户的国家“十三五”重大科技基础设施项目，该设施目标是建成国际核聚变领域参数最高、功能最完备的综合性研究及测试平台。
在1/8真空室总体安装与测试平台车间，记者看到，一个外形似“橘子瓣”的金属结构顶天立地。可以想象，数个相同部件环状组装搭建成的装置，将是一个怎样的“钢铁巨兽”。
1/8真空室总体安装与测试平台。8个这样顶天立地的“橘子瓣”组装后，将为等离子体运行提供真空环境。陈雯 摄
“边研发边转化”优势明显
EAST、BEST、CRAFT三大项目，是我国聚变能应用的一场接力赛。合肥，已经成为全球核聚变领域大科学装置最为集中的城市。
合肥市发展改革委综合性国家科学中心工作处处长李辰介绍，目前，合肥形成了覆盖科学研究、工程集成、未来商业发电原型装置的大科学装置集群，并依托中国科学院、中国科学技术大学等科研机构和高校的科研基础，汇聚了世界一流的人才。
安徽积极打造“量子信息、聚变能源、深空探测”三大科创引领高地。合肥提出打造“6+5+X”产业集群，培育壮大未来产业，扩大聚变能源等产业的先发优势。由安徽省政府统筹组建的聚变新能，注册资本50亿元，2024年6月通过增资扩股增至145亿元，打造了科研院所与经营主体协同的创新联合体。
在产业链方面，截至目前，合肥已汇集聚变能源产业链企业近60户，涵盖上游超导线材等生产（夸父超导、上超材料等）、中游主机设备制造、工程建设（曦合超导、聚能电物理等）、下游设计运营商（聚变新能公司）全产业链。依托2023年在合肥成立的聚变产业联合会，已汇集会员企业200余家，覆盖超导材料、磁体系统、真空设备等10大产业链环节。
记者了解到，“边研发边转化”成果转化机制——这一被形象称为“沿途下蛋”的特色模式，正助力合肥在深空探测、聚变能源等前沿科技领域形成显著的先发竞争优势。合肥依托EAST、BEST、CRAFT等大科学装置集群，加速聚变科研成果产业化进程，开辟新领域新赛道。通过技术衍生拓展，推动聚变核心技术跨界赋能医疗、航天、环保等领域，彰显“大国重器”支撑民生的创新路径。如中科太赫兹基于EAST高精度太赫兹偏振干涉仪诊断技术研发安检设备，已应用于合肥地铁；中科离子依据超导磁体、射频、离子源等技术，研发出超导质子治疗系统，可精确高效治疗人体肿瘤，目前该系统已完成调试，将尽快启动临床应用。
科幻般的能源愿景加速推向现实
2023年，安徽出台《以创新模式加速推进聚变能商业应用战略行动计划（2022—2035年）》，确立核聚变开发应用实验堆、工程堆和商业堆“三步走”发展战略：2022年至2030年，依托紧凑型聚变能实验装置（BEST）完成聚变发电演示验证；2030年，建设中国聚变工程示范堆（CFEDR）；2040年前后，以商业化公司作为实施主体，联合产业链企业，开展更高聚变功率的商业堆建设。记者了解到，聚变新能也正依据“三步走”的路径图，从BEST到CFE-DR一直到商业堆，从科研到工程，再到以规模化应用为主的商业聚变，稳步推进核聚变技术的工程化验证与产业链布局。
无污染、零排放，这是核聚变之所以被称之为“终极能源”的重要原因。聚变新能CFEDR项目部总体设计工程师纪富豪告诉本报记者，相比于核裂变，核聚变需要极高的温度和极强的磁场约束下才能发生，如果条件不满足，反应就会立刻停止，不会“失控”。同时核聚变的“垃圾”少且好处理，核聚变反应产生的放射性废物较少，放射性持续时间短，不会对环境造成长期污染。更重要的是，核聚变燃料主要是海水中的氘，可以说是“取之不尽”。每升海水中含0.03克氘，通过聚变释放的能量相当于300升汽油。聚变新能董事长严建文也表示，一旦技术成熟，度电成本将接近为零。
聚变创新展览馆入口显示屏上演示着核聚变反应过程。明亮的中心向四周辐射出强烈红色和黄色光芒，酷似太阳。在中国，这项“逐日”工作，已经持续了半个多世纪。李靖茹 摄
这样一种可以颠覆能源体系的技术，需要再等50年吗？此次“活力中国调研行”，记者直观感受到“安徽速度”。从全超导托卡马克装置EAST刷新“亿度千秒”世界纪录，到紧凑型聚变实验装置BEST启动总装并瞄准2027年发电演示，科幻般的能源愿景加速推向现实。
清洁能源的到来不再遥远，很重要的原因正在于科研积累与产业协同：在科研端，EAST、BEST、CRAFT等大国重器建设正酣，形成全球最密集的核聚变工程集群；在产业端，上下游企业高度集聚，打通技术转化通道。当科研人员突破等离子体约束、材料耐受性等工程难题，当资本市场与链上企业同步发力，“人造太阳”走出等待的迷雾也指日可待。
（中国发展改革报社记者 陈雯 王健生 张海帝）
END ]article_adlist-->来源：中国经济导报责编/制作：宋璟
审核：刘维
政审：蔡若愚
终审：李韶辉
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