实现可控核聚变，能比50年快一点吗？丨逐浪硬科技

逐浪硬科技第四期来了

探寻未来能源：可控核聚变的时代

当我们仰望浩瀚宇宙，太阳以其庞大的能量孕育了地球上的生命。在几百万年的人类历史中，太阳的能量来源一直是一个谜。如果来自煤炭燃烧，那么太阳只能燃烧2000年。这显然跟实际不符，因为光人类的历史都不止2000年。直到二十世纪20年代，科学家才发现太阳的能量来自核聚变。它维持了太阳50亿年的燃烧，还将再维持50亿年，直到氢燃料耗尽，太阳膨胀变成红巨星以及发生氦闪等等。

在地球上，随着化石能源的逐步枯竭，人类必须寻找新的能源解决方案。在这种背景下，可控核聚变技术显得尤为关键。它不仅预示着能源的无限可能，还代表着对环境影响的最小化。

在科幻大作《流浪地球》中，巨大的地球发动机利用核聚变技术带领我们踏上逃离太阳系的旅程。虽然这一情景充满想象，但它也启发我们思考——核聚变技术的实现，可能比我们想象的更接近。

6月23日，新一期逐浪硬科技科普沙龙活动，欢迎大小朋友扫码报名，共同探讨可控核聚变的未来。

可控核聚变究竟难在哪里？

二十世纪40年代，科学家开始实验探索可控核聚变。从箍缩效应到仿星器，到磁镜装置再到托卡马克，从磁约束到惯性约束，科学家们尝试了很多种技术路线。目前的主流是磁约束路线中的托卡马克构型，因为它的综合性能相对而言最高。

然而，虽然经过这么多年的努力，可控核聚变还没有成为实用的能源。以至于出现了一个笑话：可控核聚变永远需要50年，50年前就说需要50年，现在还是需要50年，永远实现不了。为什么会这样呢？归根结底是因为我们对相关的困难了解得还不够多。历史上每一次当我们以为新的装置能够实现目标时，结果往往都是发现了一种新的等离子体不稳定性。

要实现有实用意义的可控核聚变发电，我们需要解决的核心挑战是高温等离子体的稳定控制，由此会涉及第一壁材料、偏滤器位形、中子捕集、高温超导体应用等许多问题。实现这些技术突破需要跨学科的合作，包括物理学家、工程师、材料科学家以至人工智能科学家的共同努力。

人类已经走了多远？

二十世纪60年代，苏联提出了托卡马克方案，并迅速风靡全世界。

1982年，德国的ASDEX装置发现了等离子体的高约束放电模式（H-mode）。

1985年，苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根会见时，提出了国际热核聚变实验堆（ITER）的建议。

1986年，美国的TFTR装置用氘（D）等离子体产生了10千瓦的核聚变功率，虽然输入的功率比这高得多，是16兆瓦。

1991年，欧洲联合环（JET）用氘氚（D-T）等离子体产生了1.7兆瓦的核聚变功率，证实了在地球上实现可控核聚变作为能源的科学可行性。

1998年，日本的JT-60U装置用氘实现核聚变，换算成D-T反应的能量增益因子（Q值）超过了1，达到1.25。

2005年，中国科学院等离子体物理研究所建成世界首台全超导托卡马克EAST。

2006年，中国、俄罗斯、欧盟、美国、韩国、印度七方在巴黎签署《成立国际组织联合实施国际热核聚变实验堆（ITER）计划的协定》，开启了这个人类最大规模的国际合作科研项目。

2020年7月，ITER在法国卡达拉舍开始安装。

2022年12月，美国国家点火装置（NIF）实现惯性约束聚变的点火，即靶丸放出的能量（3.15兆焦耳）超过吸收的能量（2.05兆焦耳）。

2023年4月，EAST重复实现全世界最长时间的高约束模等离子体运行，长达403秒。

2024年6月，中核集团核工业西南物理研究院的中国环流三号发现一种新的磁场结构，对提升核聚变装置的控制运行能力具有重要意义。

……

更神奇的是，在政府之外，民企都掀起了一波投资可控核聚变的热潮。2021年11月，麻省理工学院（MIT）的衍生公司“联邦核聚变系统”（Commonwealth Fusion System，简称CFS）宣布完成超过18亿美元的B轮融资，主要用于建造和运营紧凑型聚变装置SPARC。这是迄今为止核聚变领域最大的单笔融资，投资人包括比尔·盖茨、谷歌以及意大利石油公司ENI等。

在CFS创纪录的融资刺激下，短时间内诞生了多家核聚变初创公司，包括中国的能量奇点、星环聚能等。甚至连做《原神》的米哈游，都投资了能量奇点。而老牌能源企业新奥集团，更是从2018年开始就在投资聚变研发，选择了技术难度高但具备商业化独特优势的球形环-氢硼聚变-结合人工智能的技术路线。

在这样的背景下，我们不禁要问：可控核聚变，现在究竟需要多久？还需要50年吗？还是更长，或者更短？在这个过程中，有没有可能“沿途下蛋”，目前就产生有实用价值的成果？这会带来哪些投资机遇、产业变革？倘若人类最终拿到了这个梦寐以求的“能源圣杯”，世界会发生怎样的变化？

逐浪硬科技：揭秘可控核聚变的未来

值此科大硅谷成立两周年之际，我们诚邀您参加中国科学技术大学袁岚峰博士主持的“逐浪硬科技”系列科普沙龙的第四期活动。在这一期活动中，我们将探讨可控核聚变的最新科研成果和未来发展趋势。

我们非常荣幸地邀请到中国科学院等离子体物理研究所的徐玉平博士、杨曜博士和夏天阳博士，以及中国科学技术大学等离子体物理与聚变工程系的吴征威博士。他们将与我们分享核聚变与等离子体领域的研究历史与最新进展，并现场回答观众各种各样的问题。

本次活动不仅是一次科学探讨，也是一次思维的碰撞，一场关于未来人类命运的思想盛宴。让我们一起在6月23日上午9点，于合肥科技馆，共同揭开核聚变的神秘面纱。通过这次深入的交流和讨论，我们希望更多的人关注这场革命，迎接一个清洁、安全、充满活力的未来。

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