“終極能源”競賽：全球首個全高溫超導核聚變實驗裝置，中核五公司官宣承建

日前，中核五公司在其公眾號中宣布，已與中國第一家聚焦聚變能開發的商業公司正式簽訂了全高溫超導核聚變裝置總裝合同，承建全球首個全高溫超導核聚變實驗裝置，這標志著中核五公司在深耕核電建造領域的基礎上，穩步踏入核聚變工程領域，在探索人類世界未來終極能源——“人造太陽”超級工程中展現新作為。

【資料圖】

中核五公司在其公開文章中介紹，目前，可控核聚變的技術路線大體有三種，分別是重力場約束核聚變，激光慣性約束核聚變和磁約束核聚變。現今，磁約束核聚變研究中，托卡馬克是已發展的最有希望利用熱核聚變發電的技術方案，也被譽為“人造太陽”。托卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環形容器，它的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈，在通電時內部會產生巨大的螺旋形磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到核聚變的目的。

全高溫超導核聚變裝置屬于托卡馬克技術路線，它的全部磁體系統，均采用高溫超導材料建造，探索緊湊型高約束先進托卡馬克運行模式。屆時，將成為全球首臺建成運行的全高溫超導托卡馬克裝置，率先在完整裝置層面驗證全高溫超導托卡馬克技術路線的工程可行性。

可控核聚變進行到哪步了？

核聚變被認為是未來潛在的清潔能源。與目前廣泛應用的核裂變相比，核聚變具有不產生核廢料、輻射少、溫室氣體零排放等優勢，更為清潔而高效。

目前全球正在研究的可控核聚變技術路線，主要包括磁約束和激光慣性約束。

去年12月，美國能源部正式宣布了一項核聚變的歷史性突破。加州勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（下稱LLNL）的科學家于12月5日首次成功在核聚變反應中實現“凈能量增益（Net Energy Gain）”，即受控核聚變反應產生的能量超過驅動反應發生的激光能量。

美國NIF走的是慣性約束路線，即用超大功率激光器產生激光束，射向一個含氘氚的氫球形靶丸上使其崩潰，并產生1億攝氏度左右的高溫，從而觸發氫原子聚變，釋放大量能量。

磁約束需要利用裝置，用磁場來約束聚變物質，目前研究的裝置包括托卡馬克、仿星器、反向場箍縮及磁鏡等。

其中，采用托卡馬克裝置的磁約束技術路線，通常被認為主流的核聚變技術路線。

今年4月12日21時，中國有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）創造新的世界紀錄，成功實現穩態高約束模式等離子體運行403秒，對探索未來的聚變堆前沿物理問題，提升核聚變能源經濟性、可行性，加快實現聚變發電具有重要意義。

“這次突破的主要意義在于‘高約束模式’?！敝锌圃汉戏饰镔|科學研究院副院長、等離子體物理研究所所長宋云濤曾經對新華社記者表示，高約束模式下粒子的溫度、密度都大幅度提升，“這為提升未來聚變電站的發電效率，降低成本奠定了堅實物理基礎。”

而已經實現了對這些突破都意味著，可控核聚變距離商業化正越來越近，為中核五公司的合作奠定了理論基礎。

合作哪家公司？

目前在國內，能量奇點、陜西星環聚能科技有限公司是最近兩年先后成立的聚焦聚變能開發的商業公司。

今年2月，成立于2021年的能量奇點，宣布完成近4億元人民幣的首輪融資，米哈游和蔚來資本領投，紅杉中國種子基金和藍馳創投跟投。

該公司計劃，融資主要用于研發和建設基于全高溫超導材料的小型托卡馬克實驗裝置，以及研發可用于下一代高性能聚變裝置的先進磁體系統。

今年6月，陜西星環聚能科技有限公司（下稱星環聚能）正式對外宣布，完成數億元天使輪融資，用于可控聚變能開發。順為資本、中科創星、昆侖資本等十多家機構參與投資。

星環聚能成立于2021年。獲得本輪融資后，該公司將在陜西省西咸新區建設球形托卡馬克聚變裝置。

此前，據財新報道，今年5月20日，能量奇點CEO、聯合創始人郭后揚曾在第四屆上海創新創業青年50人論壇上宣布，該公司將在今年建造全球首臺全高溫超導托卡馬克，探索緊湊型高約束先進托卡馬克運行模式。

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