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全国首台!成都造“小太阳”预计2028年实现首次核聚变发电|科技一线

提起可控核聚变

你会想到什么?

是“人造太阳”的炽热想象

还是托卡马克装置的复杂构型?

可控核聚变

长久以来被视为

解决人类能源问题的终极方案

如今在成都

这项技术正延伸出一条全新的发电路径

全国首家

采用“直线型场反位形”聚变技术路线

探索商业发电的公司

正以100%国产化核心技术

将科幻一步步拉进现实

“3、2、1,点亮!”在瀚海聚能(成都)科技有限公司(以下简称“瀚海聚能”)的研发车间,工作人员对其研发的聚变装置进行了又一次点亮测试。这台直线型的管状装置由长度数十米的主体搭配多个蓝色环状结构,宛如一个个“甜甜圈”整齐排列在其中。

核心技术100%国产化成都造“小太阳”解锁全新发电路径

时间回到今年7月,由瀚海聚能研发的中国首台商业化直线型场反位形聚变装置“HHMAX-901”主机在成都建设完成并实现等离子体点亮,标志着直线型场反位形可控核聚变技术在商业化应用上取得重大突破,正式从实验室迈向应用端。同时,瀚海聚能也是中国首家采用直线型聚变技术路线探索商业发电的公司。

据了解,该装置从2024年年中立项,到今年7月首次点亮,仅用时约一年。“这是国内首台建成的FRC类型聚变装置,核心技术100%由国内团队自主原创。”瀚海聚能副总工程师薛飞彪介绍道。

其原理是将等离子体进行加速、压缩,使其达到足够高的速度和温度,沿两个相反的方向互相对撞,在此过程中产生高温、高密度的等离子体,为聚变反应创造条件,从而释放能量。“相较传统托卡马克装置,该直线型装置的优势在于建造成本更低、工程迭代速度更快、能量密度更大、体积更小、应用更灵活。”薛飞彪谈道。

业内将可控聚变装置的本质比喻为“烧开水”,也就是将聚变燃料加热到极高的温度,以实现聚变反应。“我们则绕开了这种‘烧开水’的传统路径。”薛飞彪解释道,“我们研发的装置是将聚变产生的高能带电粒子携带的动能以电磁感应的方式直接转换为电能,具有更高的能量回收效率。”这种技术不仅降低能量损耗,还实现装置小型化,未来可适配AI算力中心、高耗能工厂等场景,“一台百兆瓦级聚变装置,就能满足一座工厂的长期用电需求。”

“全国首台”何以诞生于成都?城市和企业的双向奔赴

可控核聚变,长久以来被视为解决人类能源问题的终极方案,正经历从实验室科学向工业工程与商业投资的深刻变革。从全球来看,可控核聚变赛道已吸引微软、谷歌等科技巨头纷纷布局;我国今年9月颁布的《中华人民共和国原子能法》,首次以法律条文形式明确“国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究和技术开发”。那么,在聚变研究“炙手可热”的当下,瀚海聚能为何选择扎根成都?

“成都在聚变研究领域有着丰富的科研资源和完整的产业链,可以说,我们是‘生逢其时’。”薛飞彪表示,成都的核工业底蕴,是吸引企业扎根的重要支撑。

事实上,发展可控核聚变技术,成都有着天然的优势。

在政策方面,今年7月,四川省印发《关于发展壮大新兴产业加快培育未来产业的实施方案(2025—2027年)》,将可控核聚变列为重点培育的未来产业,并在支持成都高质量发展的意见中,明确提出布局聚变能源领域重大科技基础设施。

在科研方面,成都汇聚起西物院、核动力院等国内聚变核心科研力量,以及四川大学、西南交大等核领域重点高校;中国核电走向世界的“国家名片”“华龙一号”有颗“成都造”的心脏;在成都的“中国环流三号”同时实现等离子体电流一百万安培、离子温度1亿度、高约束模式运行,综合参数聚变三乘积达到10的20次方量级,让中国聚变快速挺进燃烧实验;中国首台准环对称仿星器测试平台(CFQS-T)将于2027年在蓉建成……

正是基于坚实的政策引领与科研产业生态,成都不仅具备了开展前沿探索的先天条件,更形成了推动聚变领域成果转化与产业孵化的肥沃土壤。

“目前公司与成都的科研院所及产业链上下游相关企业已建立起合作,同时,成都对高端人才的吸引力,也帮助我们快速组建起研发团队。”薛飞彪谈道。

“沿途下蛋”模式创造更高价值预计2028年实现首次核聚变发电

实现“终极能源”的梦想并非一蹴而就。据介绍,在攻关终极发电目标的同时,瀚海聚能采用“边研发边转化”的“沿途下蛋”发展路径,利用核聚变过程中产生的中子开发癌症治疗、中子成像及核废料处理等技术应用,孵化沿途商业化产品,提前实现部分商业价值。

距离实现发电还有多久?薛飞彪介绍了公司的“三步走”战略:

2026年开始规划建造第二代装置,预计中子通量能够达到10的15次方,届时将建成首台中子应用平台。其中子源相关产品也将落地商业化,并可以创造营收。

2028年将是关键节点,届时计划实现核聚变净能量增益,这意味着聚变反应产生的能量超过输入能量,真正具备实用价值,实现首次核聚变发电。

到2030年,计划建成投用50兆瓦以上的商业化聚变电站,为高耗能产业、数据中心等提供清洁动力。

核聚变的主要燃料取自海水,近乎无限。如果未来这项技术实现大规模应用,发电的燃料成本将变得极低。薛飞彪表示,“到那时,电费可能会便宜到可以忽略不计。未来市场电价预计将控制在每度几分钱至一毛钱区间。”

未来,随着人工智能、机器人等行业爆发对高效能源的迫切需求,瀚海聚能将利用其聚变装置及相关技术积累,为实现清洁、可持续的聚变能源供应提供全新的解决方案。

出品:成都科技融媒体中心