在合肥的科学岛上,一个重达582吨的钢铁巨物刚刚通过了全面体检。它不是某种战争武器,而是一颗“人造太阳”的“心脏”——环向场超导磁体。这个长21米、宽12米、高3.3米的庞然大物,体积是国际热核聚变实验堆(ITER)同型号磁体的1.3倍,储能更是达到其3倍,堪称目前全球尺寸最大的聚变堆超导磁体。

中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所的团队为它奋斗了整整6年,最终实现了从特种不锈钢、绝缘材料到超导材料的100%国产化。他们为此申请了47项专利,制定了14项标准,各项性能指标领跑国际同类产品。这不仅仅是一个部件的诞生,更是一条完整产业链的自主可控。
要理解这个钢铁巨物的价值,得先明白核聚变到底是怎么回事。太阳的能量来自内部的核聚变反应,而“人造太阳”就是要可在地球上实现可控的核聚变反应。这听起来像是科幻小说的情节,但原理并不复杂——让氢原子核相互碰撞,聚合成更重的原子核,释放出巨大能量。

一公斤氢原子释放的能量,相当于一万吨煤;而海水里蕴藏的燃料,够全人类使用几十亿年。这堪称人类的终极能源。但要把这个“太阳”装进瓶子,麻烦就来了。核聚变需要把等离子体加热到一亿度以上——这是太阳表面温度的近7倍。地球上没有任何材料能盛装这么高温的物质,任何固体容器一碰就会瞬间蒸发。
科学家们的办法是用超强磁场把等离子体悬空托住,不让它碰到任何容器壁。这套磁体系统就是那个无形的“磁笼子”,是未来聚变电站的基石。而环向场磁体负责构建环向磁场来约束等离子体,减少高能粒子对真空室器壁的冲击损耗。

这个“磁笼子”的制造难度堪称工程学的极限。它需要在零下280摄氏度的极低温环境下工作,内部却锁着一亿度的等离子体,温差超过一亿度。它要承受98千安的运行电流,还要在强磁场和高应力的环境下连续工作6个小时不出问题。任何一处焊缝、任何一根导线、任何一块绝缘层的缺陷,都可能导致灾难性失超。
中国团队不仅把它造了出来,还实现了全链条国产化。这意味着他们不再需要购买别人设置的“门票”,而是直接换了一条赛道,甚至可能把桌子掀了。

中国聚变研究的突破并非一蹴而就。回溯历史,中国曾被国际热核聚变实验堆(ITER)计划拒之门外。2003年,中国正式加入ITER计划谈判,以平等伙伴身份参与规则制定与方案协商。2006年11月,中国与其他参与方在法国共同签署《联合实施国际热核聚变实验堆计划建立国际聚变能组织的协定》,正式启动计划实施。中国承担约10%的费用,同时获得相应的知识产权、技术转让与人才培养权益。
如今,中国已成为ITER的关键合作伙伴与核心贡献者,承担了约9%的采购包,像校正场线圈这样的关键部件,中国团队2025年就完工交付了,进度和质量都得到了国际同行的认可。

从“跟跑”到“并跑”,再到某些关键方向的“领跑”,中国的聚变研究这些年悄没声地就换了角色。2025年1月,中国的“人造太阳”EAST装置成功实现了1亿摄氏度1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,创造了新的世界纪录。这个数字意味着等离子体在极高温度下高质量稳定持续运行了将近18分钟。
在此之前,全世界同类装置能稳定烧几十秒就不错了,能上百秒的凤毛麟角,还得偷偷降温度降约束性能凑数。中国这次是三个硬条件全满足:1亿度高温、高约束模式、稳态运行,缺一个都不算数。而商用聚变电站恰恰就得这三个条件全占。

EAST装置的目标很明确:2035年左右建成聚变工程实验堆(CFETR),2050年左右实现商用发电。这个节奏比欧美很多规划都要激进,但EAST的纪录就是最好的证明。
中国还有另一台“人造太阳”——中国环流三号(HL-3),它走的路子跟EAST不太一样,追求的是更高的参数、更猛的爆发。2025年3月,中国环流三号在国内首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行,创下我国聚变装置运行新纪录。到了2025年6月,该装置又同时实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿摄氏度、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。
一个拼耐力,一个拼爆发,两条腿走路。合肥的EAST和成都的环流三号形成了互补。

可控核聚变产业工程化落地正在提速,上市公司抢抓机遇。6月29日,可控核聚变概念股走强,天津百利特精电气股份有限公司、福建雪人集团股份有限公司、江西联创光电科技股份有限公司等多家公司股票涨停。
国机重型装备集团股份有限公司6月22日在投资者关系活动记录表中表示,公司成功研制的可控核聚变装置核心部件——BEST项目首件TF线圈盒已交付用户并通过验收。公司已掌握该部件从原材料冶炼到厂内试装全流程制造技术,并将应用于后续批量生产。
西部超导在投资者关系活动记录表中提到,公司深耕国内外可控核聚变重大科研工程,保障CFETR、BEST等重大项目需求,交付保障能力强,具备全产业链自主可控优势。
中国城市专家智库委员会常务副秘书长林先平表示,该磁体从原料制备、结构设计到成套工艺全链条突破海外长期技术垄断,补齐聚变堆工程建造核心装备短板,标志着我国在聚变装置核心装备领域完全具备自主设计、成套研发及工程建造能力,为核聚变产业工程化落地夯实核心硬件基础。
核聚变如果实现商用,冲击面比很多人想象的还大。燃料来自海水,发电成本能压到极低;电便宜了,海水淡化、大规模制氢就都盘活了;石油、煤炭、天然气这些老能源的位子会往后挪;中东那些吃石油饭的国家,经济底子得重排。
国际原子能机构《2025年世界聚变展望》报告显示,全球近40个国家推进聚变计划。但可控核聚变商业化仍面临多重挑战。从科学发展的规律来说,聚变能要实现应用,必须经过核能发展的一般规律——从实验堆到示范堆,再到商用堆。中核集团聚变领域首席科学家段旭如认为,实验堆应该在2035年前后能建成,示范堆应该在2045年前后建成。
所以如果这两步走得很顺利,下一步经过不长的时间可以建商用堆。按照这个时间表,2035年普通家庭用上聚变电也不是完全不可能的事。
业内有个老笑话:核聚变永远还差50年,从上世纪五十年代讲到现在,讲了七十多年,好像永远还差那么50年。但中国人的思路反过来——你们觉得走不通,说不定是路子选错了,换一条试试。1066秒这个数字就是这么试出来的。
人类抄了太阳一百年的作业,终于快抄明白了。而帮人类把这道题做出来的,是中国人。
更新时间:2026-09-07
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