深瞳丨“人造太阳”照亮地球还要多久？(2)

　　整体而言，不论是经济投入还是科学难度，磁约束核聚变研究都是一项难度太高的项目，需要国际合作。1985年，美苏牵头启动国际热核聚变实验堆（ITER）计划，这是目前世界上最大的核聚变计划。由于牵涉国家利益较多，直到2006年，ITER反应堆正式启动建设，目的是由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国等七个成员方在法国共同建造一个托卡马克型聚变实验堆，探索和平利用聚变能发电的科学和工程技术可行性。

　　ITER最终目标是以50兆瓦的输入功率，从反应堆持续获得500兆瓦的巨变功率——相当于一个中型燃煤电厂的规模。

　　中国可控核聚变的研究与世界几乎同步。

　　上世纪50年代，中国开启核聚变研究。1965年，我国在四川乐山建成核聚变研究基地——西南物理研究所（今中核集团核工业西南物理研究院）。

　　1984年，中国环流器一号（HL-1）的建成，被认为是我国核聚变研究史上的重要里程碑。这是中国核聚变历史上的第一座大科学装置，为中国自主设计、建造、运行“人造太阳”培养了大批人才，积累了丰富经验。

　　1984年，中国环流器一号（HL-1）的建成，被认为是我国核聚变研究史上的重要里程碑。图为新一代“人造太阳”（HL-2M）装置。中核集团核工业西南物理研究院供图

　　上世纪90年代，我国用羽绒服、牛仔裤、瓷器等生活物资，换了苏联价值1800万卢布的t-7的半超导托卡马克装置。1994年，更名为“ht-7”的大科学装置成功研制，中国成为继俄、法、日之后第四个拥有超导托卡马克装置的国家。

　　如今，中国已有多座成功运行的国产托卡马克装置 。

　　其中，中国自主设计的东方超环EAST，是世界首个全超导托卡马克装置，坐落于中国科学院合肥等离子体物理研究所。

　　2021年12月，EAST实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。

　　中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆在接受科技日报笔者采访时表示，总体而言，目前包括ITER在内，聚变能正处在开发阶段。要想真正实现聚变能的商业应用，需要克服高温（超过上亿度）等离子体约束、承受高温及强辐射聚变材料和聚变燃料（氚）循环增殖三大难题。

　　国际热核聚变实验堆（ITER）等离子体装配现场。中国国际核聚变能源计划执行中心供图

　　资本闻风而动

　　“国家队”快马加鞭的同时，资本和私营企业也迅速跟进，他们希望能更快造出可用、成本适中的设备。

　　四五年前，可控核聚变这一投资方向就已出现在中科创星创始合伙人米磊的投资方向PPT中。

　　“没想到这么快就等到了投资机会。”米磊坦言。

　　2022年2月，星环聚能创始人陈锐和清华大学工程物理系副教授、星环聚能技术发明人谭熠到米磊办公室与他聊了两个小时。“我们一直在探讨技术，聊完后，就决定投了。”米磊说。

　　机会源于过去几年核聚变领域的技术突破。

　　米磊认为，科学理论已经证明可控核聚变的可行性，近些年高温超导技术的突破，让可控核聚变的建设成本大幅压缩，给了创业企业机会。

　　能量奇点能源科技（上海）有限公司的官网称：过去十年，随着高温超导应用技术、先进等离子体物理、人工智能和高性能计算等多领域的技术突破，人类已首次基本具备了实现聚变能源商业化的科学条件。

　　“磁约束核聚变是一个庞大的涉核工程，涵盖的技术领域太多，包括电、磁、真空、微波、材料等众多学科，随着聚变研究的不断深入，我国有很多相关技术获得突破，其中最明显的是超导技术。”罗德隆说。

　　这些突破让中小型核聚变装置建设成为可能。

　　罗德隆举例说，英国托卡马克能源公司利用高温超导强磁场技术研发的小型聚变装置只有几米宽，可实现批量生产；美国联邦聚变系统公司（CFS）采用3D打印技术制造小型紧凑的聚变反应堆，用于航天器的能源供应；微软、亚马逊、谷歌等互联网公司将超算技术应用于理论模拟和实验结果分析，加速聚变研究等。

　　资本闻风而动。