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图①：新一代人造太阳“中国环流三号”。
中核集团供图
图②：全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”。
新华社记者 黄博涵摄
图③：紧凑型聚变能实验装置主机杜瓦底座进行落位安装。
徐旻昊摄（人民视觉）
图④：聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”八分之一真空室。
新华社记者 周 牧摄

10月14日—18日，“世界聚变能源集团”第2次部长级会议暨第30届聚变能国际大会在四川省成都市举行。会上，聚变能商业化成为热议的话题。

国家原子能机构主任单忠德表示，聚变能技术正在从科学研究向工程实践和商业应用的目标加速迈进。近年来，中国先后发布相关政策文件，将可控核聚变列为实现碳达峰碳中和目标、推进绿色低碳前沿技术攻关的重点方向，前瞻部署聚变能等未来能源科技创新和产业发展。

“人造太阳”如何从实验室走向产业界？全球范围内聚变能技术商业化的加速意味着什么？还面临哪些挑战？本期“瞰前沿”揭秘这一热点话题。

——编  者  

我国聚变科研装置加速向“产业枢纽”转型

近年来，我国聚变装置矩阵持续扩容，形成覆盖不同技术路线、衔接不同发展阶段的多元支撑格局，为工程化、产业化突破筑牢硬件基础。

仅今年以来，我国聚变科研装置就频频取得突破，加速从“实验工具”向“产业枢纽”转型。这既为工程化、商业化突破提供技术验证，更搭建起连接全球的开放合作平台。

新一代人造太阳“中国环流三号”（HL—3）国内首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度，综合参数聚变三乘积实现大幅跃升，挺进燃烧实验。在实现“双亿度”等离子体运行基础上，日前，研究团队自主设计并建成了用于聚变能量导出研究的工程性液态金属和氦气工质热工研究台架，并已全面投入运行，为未来聚变堆的工程化应用奠定了关键实验基础。2023年12月，“中国环流三号”被确立为国际热核聚变实验堆（ITER）的“卫星装置”，面向全球开放。

今年以来，中国“人造太阳”——全超导托卡马克核聚变实验装置“东方超环”（EAST）取得了重大突破，“成功实现1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，再次刷新了世界纪录。”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表示，“中国‘人造太阳’包含超过200多项自主创新的核心技术。”在持续优化1000秒级长脉冲技术的同时，中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所与多家机构共建联合实验室，孵化出等离子体焊接设备、微波污水处理装置等产业化成果。

紧凑型聚变能实验装置“夸父启明”（BEST）完成主机杜瓦底座落位安装，标志着项目主体工程建设正式步入新阶段。聚变堆主机关键系统综合研究设施“夸父”（CRAFT）自主设计的偏滤器原型部件近期顺利通过专家组测试与验收。该部件不仅是国际尺寸最大、热负荷最高的同类部件，更能直接应对聚变堆运行中的热管理、等离子体控制等重要工程挑战，为后续商用堆关键系统研发提供关键技术验证。

民营企业在相关领域的探索也有进展。

在先进聚变构型探索领域，新奥集团“玄龙—50U”球形环装置实现重要突破。作为全球首个采用氢—硼燃料实现百万安培等离子体电流的装置，它不仅验证了150千安下环向场线圈稳定运行、产生1.2特斯拉磁场的满负荷磁体性能，更达成了所有关键工程设计目标。

初创公司能量奇点研发的高温超导磁体“经天磁体”，成功实现21.7特斯拉峰值磁场强度。该磁体专为下一代托卡马克装置设计。

这些装置聚焦发电演示、工程验证、先进构型、核心部件等不同方向，共同织就我国聚变研究“多点突破、协同推进”的立体网络，为从科研向产业转化提供全方位支撑。

聚变能商业化仍面临技术、产业生态等多重挑战

从全球视野看，聚变能商业化已形成加速态势。据国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告，全球近40个国家推进聚变计划，处于运行、在建或规划中的聚变装置超160座，私人投资总额已突破100亿美元。

意大利政府颁布了旨在重新引入核能和建立全面可持续能源生产（包括聚变）框架的法令，目标是在2030年实现首个等离子体；美国能源部宣布了6个新的“聚变创新研究引擎”合作项目，提供1.07亿美元资金，以加速燃料循环、材料和先进模拟等领域的应用研究；德国发起“聚变2040”计划，2028年前拟投入3.7亿欧元加强研发……