李君强 蔡金曼 连 敏

图①：最新一代人造太阳“中国环流三号”，由中国核工业集团有限公司提供图片。图②：全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”，由新华社记者黄博涵拍摄。图③：紧凑型聚变能实验装置的核心部件杜瓦底座完成就位安装，徐旻昊供图（人民视觉）。图④：聚变堆核心部件综合研究平台“夸父”的八分之一真空舱，新华社记者周牧拍摄。

十月十四日至十八日，“环球聚变能源公司”第二次部长级聚会暨第三十届聚变能全球论坛于四川省成都市举办期间，聚变能源的产业化推进引发广泛讨论。

国家核能机构负责人单忠德指出，聚变能源领域正快速从基础研究过渡到工程实施和市场化运作阶段。近些年，我国陆续出台多项指导性文件，将可控核聚变确立为达成碳达峰碳中和愿景、突破绿色能源关键技术的重要着力点，并提前规划了聚变能源等新兴能源科技的创新路径与产业布局。

“人造太阳”怎样从试验室迈向工业应用？全球聚变能源商业化的快速推进代表什么？又存在哪些难题？本期“瞰前沿”揭示这一焦点议题。

——编 者

我国聚变科研装置加速向“产业枢纽”转型

近些年，国内聚变设备体系不断壮大，构建了包含多种技术路径、贯通不同成长时期的多样化保障体系，为工业化、商业化的重大进展奠定物质条件。

今年至今，国内聚变研究设施接连实现新进展，推动其从试验装置向经济核心转变。这些成就既为工程化、市场化的成功提供了科学依据，也为全球范围的协作交流构建了桥梁。

最新一代人造太阳装置“中国环流三号”(HL—3)在我国的首次实验中，原子核温度达到了1.17亿摄氏度，电子温度则达到了1.6亿摄氏度，整体性能指标的三重乘积有了显著提升，成功迈入燃烧实验阶段。成功达成“双亿度”等离子体运行目标之后，近期，科研人员独立研发并完成了用于核聚变能量传输研究的工程化液态金属与氦气介质热工实验平台的建设，目前该平台已全面启用，为将来核聚变反应堆的工程化实施提供了重要的实验支撑。2023年12月，“中国环流三号”项目被认定成为国际热核聚变实验堆(ITER)的“附属设备”，将对全世界开放使用。

今年，中国的“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”获得了显著进展，它成功达成了1亿摄氏度下等离子体稳定运行1066秒的成果，并且展现了高约束模态，这一成就再次超越了全球纪录。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所副所长徐国盛谈到，中国的“人造太阳”拥有两百多项自主研发的关键技术，在不断提升1000秒级别长脉冲技术的性能，该研究机构还与多个单位合作建立了联合实验室，从中培育出了等离子体焊接设备、微波污水处理装置等工业应用产品。

紧凑型聚变能实验装置“夸父启明”(BEST)已经实现了主机杜瓦底座的就位安装，这表明项目的主体工程建设已经进入了全新的发展时期。聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”(CRAFT)独立研发的偏滤器原型部件，在近期成功通过了专家组的测试和验收流程。这一部件是同类产品中尺寸最为可观且承受热负荷最强的，它能够直接处理聚变堆运行时面临的热量调控、等离子体操控等核心工程难题，为将来商业核堆关键系统的开发奠定了关键技术的试验基础。

民营企业在相关领域的探索也有进展。

新奥集团的“玄龙—50U”球形环装置在聚变构型研究方面取得显著进展。该装置是国际上首个运用氢—硼燃料达成百万安培等离子体电流的设备。它不仅证明了150千安环向场线圈能稳定工作，还能产生1.2特斯拉的磁场。此外，装置成功完成了全部核心工程设计要求。

能量奇点公司研发的初创产品“经天磁体”，达成21.7特斯拉的峰值磁场强度，这一高温超导磁体是为新型托卡马克装置量身打造的。

这些设备致力于发电展示、工程核实、前沿布局、关键单元等不同领域，合力构建我国聚变探索“多方位进展、联合发展”的立体体系，为从学术研究到产业化提供全面协助。

聚变能商业化仍面临技术、产业生态等多重挑战

放眼世界范围，聚变能源市场化进程正在提速。依据国际原子能组织《2025年全球聚变发展蓝图》的披露，目前已有将近四十个国家参与聚变能源研究，已经动工、建设或计划中的聚变设施超过一百六十座，私人资本投入总额已逾百亿美元。

意大利当局公布了相关政策，意图重新启用核能，并构建涵盖聚变在内的可持续能源生产体系；计划在2030年完成首个等离子体实验；美国能源部门宣布设立六个新的聚变创新合作项目，提供1.07亿美元支持，旨在推进燃料循环、材料科学和高级模拟等方向的研究；德国启动了“聚变2040”计划，计划在2028年前投入3.7亿欧元用于强化研发工作。

中核集团核工业西南物理研究院聚变科学所的钟武律谈到，聚变能源要实现市场应用，必须经过六个步骤，分别是基础研究、扩大试验、稳定燃烧测试、实验性反应堆、示范性反应堆以及商业运营反应堆。那个领域的基础研究在上世纪五十年代和六十年代已经结束，规模测试借助多种设备来总结数据模式，燃烧研究涉及进行燃烧等离子体测试，实验性反应堆用来处理工程层面的难题，示范性反应堆用来检验商业性反应堆的实用性，商业性反应堆则用于实现发电的规模化。现阶段我国正处在“燃烧研究”这个环节，已经准备好等离子体参数条件来开展相关测试。二零二七年岁末，“中国环流三号”方案意图将等离子体三重积增长两到三成，温度超越一亿五千万度，着手实施高水准等离子体研究。

中国聚变能源公司负责人张立波，核工业西南物理研究院院长张立波谈到，预计二零二七年，公司会启动聚变能源的点火实验，大约二零三零年，公司能够准备好中国首个工程实验堆的设计方案，大约二零三五年，中国会建成首个工程实验堆，预计到二零四五年，中国能够建成首个商业示范堆。

虽然取得了明显突破，聚变能源的商业化进程依然遭遇诸多障碍。在技术方面，必须攻克等离子体稳定燃烧、抗强磁场高温材料、超导磁体系统以及氚燃料循环自给等核心课题；在产业层面，还要完善供应链的成熟度，确保成本效益，保障投资回报的可持续性，并提升监管政策的适应性。

构建支持聚变能工程化产业化发展的“生态体系”

为了促进“人造太阳”计划尽快变为现实，国家在政策指导、国际协作、体制革新等多个方面，建立起帮助聚变能源工程化和市场化进步的“环境系统”。

二零二一年，在《关于全面贯彻新发展理念实施碳达峰碳中和工作的指导方针》中，首次把可控核聚变当作“低碳前沿技术突破”的关键方向。二零二二年，在《“十四五”期间构建现代能源体系规划纲要》里，明确表示要扶持受控核聚变的基础研究，并且主动开展国际间的协作交流。二零二四年，相关政策文件强调，需着力提升以核聚变技术为核心的下一代能源领域关键科技的研究突破。二零二五年九月，全国人民代表大会常设机构完成对原子能相关法规的审查，并在其中载明，国家倡导并辅助开展可控热核聚变领域的学术探索与技术进步工作。

多个地区陆续公布了配套措施。安徽省合肥市借助“东方超环”，构建聚变能源相关产业体系，招徕相关产业链公司加入，造成百亿级别产业体系；四川省聚变科创城着力建设成为“可控核聚变世界范围内‘技术研究前沿、产业聚集区、国际交流平台’”。

国际交流扩大了工程领域的全球眼界。国家原子能机构秘书长黄平说明，作为ITER计划的核心参与方，我国圆满完成了18个关键设备和系统的设计生产工作，2025年负责的ITER核心安装部分的真空室模块构件顺利安装到位，磁体支撑装置、包层防护单元等重大设备按期送达，为全球聚变堆工程实践提供了中国方案。此外，我国同五十余国的一百四十余个聚变研究机构展开合作，制定了聚变能源方面首个ISO全球规范《聚变反应堆氦气热检漏方法》，促进技术规范实现世界范围通用。

创新机制激发了产业市场的活跃度。2025年7月，中核集团依托核工业西南物理研究院，主导成立了中国聚变能源有限公司，主要发展大科学实验、聚变堆材料研发等业务。可控核聚变创新联合体这个技术研发协作平台，其成员数量增加到了38家，囊括了中央企业、民营企业、高等院校以及科研机构。我们借助科研机构与企业间的紧密协作，使学术机构的技术长处和商业机构的渠道优势得以结合。中国聚变能源有限公司的刘叶负责人指出，当前合作团体已经开展多个核心项目，包括“聚变堆超导磁体产业化”，并且正积极引导社会资金加入其中。

前景可期，聚变能源有望成为普遍使用的优质动力，或许能从想象变为现实。国家原子能机构负责人单忠德透露，我国将联合全球伙伴，持续推动能源领域的革新与永续发展，助力人与自然环境更加融洽，为建设干净、优美、长久的地球环境献出中国智慧、中国策略、中国担当，使可控核聚变技术惠及全人类。

(李仪参与采写)