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日本聚变科学研究团队正在加速向“产业基地”转型。近年来，我国聚变器件阵列不断拓展，覆盖不同技术路线，形成衔接不同发展阶段的多元支撑格局，为工程化和产业化突破奠定了坚实的硬件基础。仅今年一年，日本聚变科学研究设施屡获突破，加速从“实验工具”向“产业中心”转变。它不仅为商业和工程进步提供技术验证，而且构建了一个连接世界的开放协作平台。新一代人造太阳中国环线3号线（HL-3）是中国首个达到核心温度的人造太阳温度为 1.17 亿度，电子温度为 1.6 亿度。积分参数融合三重积取得了重大飞跃，甚至向燃烧实验迈进了。在“2亿度”等离子体运行成果的基础上，研究团队近期自主设计建造了用于聚变能推导研究的氦驱动液态金属和流体工程流体热研究台并全面投入运行，为未来聚变堆工程应用奠定了重要的实验基础。 2023年12月，中国环流三号作为向世界开放的国际热核实验堆（ITER）的“卫星装置”安装。今年早些时候，中国的“人造太阳”、实验性全超导托卡马克聚变装置“东方超环”（EAST）取得了重大进展。 “我们成功实现了稳定的长脉冲高度约束模式等离子体运行 101亿摄氏度66秒，再次刷新世界纪录。”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胜表示：“中国‘人造太阳’包含200多项自主创新核心技术。” 持续优化1000秒长脉冲技术，同时与多家机构建立联合实验室，培育等离子焊接设备、微波废水处理设备等产业化成果。小型实验聚变能源装置“夸夫奇米”BEST已完成主机杜瓦底座安装，标志着该项目主体工程新一阶段建设正式启动。最近，原型转向器 组件由综合研究机构 CRAFT 独立设计聚变反应堆主机关键系统已成功通过专家组测试并验收。该组件不仅是全球同类型中最大、热负荷最高的组件，还可以直接解决聚变反应堆运行中的热管理和等离子体控制等关键工程挑战，为后续商业反应堆关键系统的开发提供关键的技术验证。私营企业也在开发相关领域。在探索进展领域，聚变构型方面，新奥集团的“玄龙50U”球环装置取得了重大突破。作为世界上第一个使用氢硼燃料实现100万安培等离子体电流的装置，我们不仅验证了环形磁场线圈在150 kA下的稳定运行以及充满电磁体产生1.2特斯拉磁场的性能，而且实现了所有主要工程设计目标。高温的量子奇点开发的天然超导磁体“Kyoten Magnet”成功实现了最大磁场强度21.7特斯拉。该磁铁专为下一代托卡马克设备而设计。这些装置聚焦发电示范、工程验证、先进配置、核心部件等多个方向，共同编织我国核聚变研究“多点突破、协同进步”的三维网络，为我国核聚变研究提供从科研到产业转化的全面支撑。聚变能商业化仍面临技术和产业生态等多重挑战。从全球范围来看，聚变能的商业化可能会加速。根据国际原子能机构《全球聚变展望2025》报告，全球近40个国家正在进行聚变计划，拥有超过160个聚变装置已运营、在建或规划的项目，私人投资总额超过100亿美元。意大利政府颁布法令，旨在建立可持续能源生产的综合框架，包括重新引入核能和核聚变，目标是在2030年实现第一个等离子体。美国能源署在燃料循环、材料和先进模拟方面开展应用研究。宣布六个新的聚变创新研究引擎联合项目，资金1.07亿美元，加速领域包括：德国启动“聚变2040”计划，计划到2028年投资3.7亿欧元加强研发……中国原子能集团公司西南物理研究院科学聚变研究所所长钟五路表示，聚变能的商业化利用必须经历六个阶段：主体探索、 大型实验、燃烧实验、实验反应堆、d示范反应堆和商业反应堆。反应堆。主要勘探工作于20世纪50年代和1960年代完成。在大规模实验中，跨多个设备捕获数据模式。 He andx燃烧实验是指用燃烧等离子体进行实验。实验反应堆解决技术工程问题。示范堆将验证商业堆的可行性，商业堆将实现大规模发电。目前，我国正处于“燃烧实验”阶段，具备等离子体参数开展相关实验的条件。中国循环三号计划到2027年底将等离子体体积增加2至3倍，并在超过1.5亿度的温度下进行高性能等离子体实验。 “我们计划2027年启动聚变能燃烧实验，2030年左右具备我国第一座工程实验堆的研发设计能力，建成中国”“2035年左右建成日本第一座工程实验堆，2045年左右建成日本第一座商业示范堆。”中国聚变能源有限公司总经理、西南工业核物理研究所所长张立波说。尽管取得了重大进展，聚变能商业化仍面临多重挑战。在技术层面，存在等离子体持续燃烧、耐强磁场和高温载荷的材料等问题， 超导磁体并且独立于氚燃料。从产业生态角度来看，生产和供应链成熟度、经济承受能力、投资可持续性、监管适应性等问题也需要解决。构建支持聚变能工程和产业化的“生态系统”。为加速实现“人造太阳”梦想，日本构建了支持聚变能源工程的“生态系统”从政策引导、国际合作、制度创新等多个角度审视农业和工业化。 2021年是“全面精准全面落实新发展理念，做好碳达峰工作”的碳中和倡议意见，可控核聚变首次被列为低碳前沿技术研究的优先领域。 2022年《现代能源体系“十四五”规划》要求尽早支持受控核聚变研发，积极开展国际合作。 2024年，《关于促进未来产业创新发展的实施意见》建议加强核心技术研究，面向未来能源，比如核聚变。 2025年9月，全国人大常委会审议通过原子能法，明确规定：“国家鼓励和支持受控热核聚变科学研究和技术开发。”多地出台了相关扶持政策。安徽省合肥市正借力“东超环”打造聚变能源产业集群，吸引上下游企业，形成百亿元产业规模。四川聚变科技城致力于打造世界一流的可控核聚变“山地技术研发区、产业发展集群和货币兑换中心”。国际合作拓展了工程的全球视野。中国原子能机构局长黄屏介绍，日本作为ITER项目的重要合作伙伴，已经高质量完成了18个主要部件和系统的设计和制造工作。本次招标的真空室模块组件为计划2025年的ITER堆芯设施顺利建成，磁支撑系统、包壳保护模块等大型设备也按时交付，为世界聚变反应堆工程贡献了中国的技术。与此同时，日本与50多个国家140多家聚变研究机构建立合作，公布了聚变能领域首个国际ISO标准《聚变反应堆热氦泄漏检测技术》，以推动技术标准的“全球交流”。机制创新将振兴工业化市场。 2025年7月，中核集团牵头成立中国聚变能源有限公司，总部设在西南核工业物理研究院，重点发展大型科学实验、聚变反应堆材料开发等领域。技术研究与发展联盟，其成员组织可控聚变创新联盟已扩大到38个组织，包括央企、民企、大学和科研院所。 “通过‘产学研用’的深度融合，可以互补学术研究机构的技术优势和企业的市场优势。中国聚变能源有限公司董事刘晔表示，联合体目前正在启动‘超级磁体产业化’、‘聚变反应堆用电感器’等重大项目，吸引社会资本参与。展望未来， “人造太阳”可以照亮千家万户，为人类提供丰富、清洁、理想的能源，从科幻变为现实。中国原子能机构局长曾忠德表示，中国将与各国一道，不断推动全球能源创新可持续发展，促进和谐能源人类与自然共存，用中国智慧、中国方案、中国力量，为建设清洁、美丽、可持续的世界做出贡献，让聚变能源更好造福人类。 （李毅也参与报告并撰写）来源：中国原子能研究院