磁约束版可控核聚变还面临三大技术挑战

来源：2025年09月23日《解放日报》 本报记者 俞陶然

　　随着科技突破和资本投入，可控核聚变这一未来清洁能源离商业化应用越来越近。昨天下午，2025浦江创新论坛·未来能源：可控核聚变专题论坛在上海举行，ITER（国际热核聚变实验堆计划）国际组织副总干事罗德隆、中国聚变能源有限公司总经理张立波等专家做了主旨演讲。

　　可控核聚变俗称“人造太阳”，是解决人类能源和碳排放问题的一个“终极方案”，已成为全球竞相布局的前沿科技领域。它模拟太阳发光发热过程，在极端高温高压下，控制核聚变反应的速度和规模，使轻原子核结合成较重原子核时释放巨大能量。聚变能源的主要原料有氢的同位素——氘和氚，其聚变反应产物是无放射性污染的氦。

　　罗德隆在演讲中表示，未来这种能源进入商用阶段后，公众不必“谈核色变”，因为其安全性很高，任何故障（如磁约束失效）都会使聚变反应立即停止；聚变电站年产废物量约为裂变电站的1/10，且半衰期为几十年，无需对放射性废物进行上万年封存。

　　实现可控核聚变的技术路线有很多，可分为磁约束、惯性约束、磁惯性约束三类。磁约束技术的主流装置是一种名为“托卡马克”的环形容器，惯性约束技术的核心部件是激光驱动器。

　　中国聚变公司采用磁约束技术，在细分技术领域走的是一条新赛道——采用高温超导材料的紧凑型磁约束聚变。张立波介绍，我国聚变研究始于上世纪50年代，1965年成立的核工业西南物理研究院是我国最早从事聚变能源开发利用的单位，也是我国参与ITER项目的主要技术支撑单位。在这家研究院60年发展的基础上，中核集团牵头组建中国聚变公司。今年3月，中核集团核工业西南物理研究院打造的“中国环流三号”实验装置突破“双亿度”，实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度，创造我国聚变研究领域的多项新纪录。

　　在这个“人造太阳”实现突破的基础上，中国聚变公司将主要任务定为“一目标+三支柱+一平台”，即在大科学实验、高温超导磁体研制、聚变堆材料研发任务的支撑下，依托数字化研发设备平台，加快研制建设聚变工程实验堆，让商用聚变电站的人类梦想在中国早日成为现实。

　　在这一进程中，中国聚变公司尚面临三大主要科学技术挑战——燃烧等离子体稳态自持运行、耐高能中子轰击及高热负荷材料、氚增殖与自持循环，以及三大主要工程技术难题——强场高温超导磁体、等离子体运行与控制、热量传导。“热量传导这个难题是影响聚变能应用的核心，我们的冷却剂介质还没定型，对聚变堆功率分布、异形流道传热等问题还没开展系统研究。”张立波说。为此，中国聚变公司与上海交通大学、中国电气装备集团、上海电气集团、申能集团等在沪单位合作，组建了聚变创新联合体。

　　上海市科委二级巡视员郑广宏表示，上海将继续依托科技领军企业、高水平大学和科研机构，支持企业组建聚变能源创新联盟，开展关键核心技术攻关，让聚变能源从实验室走向工程化、商业化。