中国聚变公司:高温超导技术加速“人造太阳”商用进程

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在近日举办的2025浦江创新论坛未来能源专题研讨会上,中国聚变能源有限公司总经理张立波指出,尽管可控核聚变技术正逐步走向商业化,但目前仍面临多项科学与工程技术挑战,需持续推动关键环节的突破。本次论坛汇聚了ITER国际组织副总干事罗德隆等多位专家,围绕聚变能源的未来路径展开深入探讨。

可控核聚变被誉为“人造太阳”,通过模拟太阳内部的核反应过程,在极端条件下实现轻原子核的聚合并释放巨大能量。该技术以氘、氚等氢同位素为燃料,反应产物为无放射性的氦,被视为实现碳中和目标的潜在终极能源方案。罗德隆在发言中强调,聚变能源具备安全性高、燃料储量丰富、能量密度大、放射性废物极少且不产生温室气体等优势。即便出现设备故障,聚变反应也会自然终止,不会引发核泄漏风险,同时其废物处理周期远短于传统核裂变电站。

目前全球可控核聚变的研究主要围绕磁约束、惯性约束和磁惯性约束三大技术路径展开。其中,磁约束路线的代表装置“托卡马克”是目前主流研究方向。中国聚变公司选择以高温超导材料为基础的紧凑型磁约束聚变作为技术方向。与传统低温超导装置相比,高温超导磁体具有更高临界磁场和载流能力,能显著缩小聚变堆体积,为加快商业应用创造条件。

我国聚变研究起步于20世纪50年代,核工业西南物理研究院作为重要技术支撑单位,长期承担ITER计划相关任务。在此基础上,中核集团牵头成立中国聚变公司,持续推进技术集成与工程转化。今年3月,该院研制的“中国环流三号”装置实现离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的双突破,为我国聚变研究奠定新的里程碑。

中国聚变公司当前聚焦“一目标三支柱一平台”战略,即围绕建设聚变工程实验堆的目标,依托大科学实验、高温超导磁体研制与聚变材料研发三大支柱,构建数字化研发平台,全力推动聚变能源从实验走向工程应用。

张立波坦言,当前技术仍存在三大科学挑战:燃烧等离子体的稳态维持、耐高温中子辐照材料研发、氚燃料的自持循环;以及三大工程难题:强场高温超导磁体技术、等离子体运行控制、高热负荷下的传热问题。特别是热量传导技术尚未突破,冷却剂介质选择、流道传热机制等关键课题仍待系统研究。

为协同攻关,中国聚变公司联合上海交通大学、中国电气装备集团、上海电气集团及申能集团等在沪单位,共同组建聚变创新联合体,推进全链条技术研发。上海市科委相关负责人表示,上海作为我国核能科技研发与重大设施布局的重要基地,将继续支持聚变能源创新联盟建设,聚力突破关键技术,助推聚变能源早日实现商业化应用。

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