核聚变能源的战略意义与核心目标 - 核聚变被誉为“人造太阳”和终极能源解决方案,其能量释放巨大且几乎无放射性废物产生,有望解决能源危机和碳排放等一系列问题 [2] - 核聚变带来的是清洁、高效、可持续的理想能源,其核心科学目标是突破“聚变三乘积”这一关键指标 [3] 实现核聚变的技术挑战 - 实现核聚变取决于三个关键要素:足够高的等离子体密度、足够高的离子温度(高达1亿摄氏度)以及足够长的能量约束时间 [3][4] - 面临三大核心挑战:燃烧等离子体的稳态运行控制、耐高能中子辐照和高热负荷的材料开发、以及氚的实时产生与在线回收循环 [3][4] - 等离子体需要通过引力、惯性或磁场实现非接触式约束 [4] - 反应堆内部材料(如钨和钼)需承受极端条件,开发长期稳定工作的新型材料是关键 [4] - 氚在自然界中不存在,未来氘-氚聚变堆必须实时利用锂-6和中子作用产生氚,并实现分离、提纯和回收 [4] 核聚变燃料与资源 - 核聚变燃料主要为氘和氚,具有几乎无限的供应潜力 [3] - 氘是氢的同位素,主要来源于海水,每升海水含有约0.03–0.035克,储量丰富 [3] - 氚是另一种氢的同位素,地球上不存在,需通过锂与中子反应人工合成 [3] 行业发展现状与资本投入 - 核聚变已成为大国科技竞争热点,商业资本大量涌入 [5] - 截至2025年,全球已成立数十家私营或公私合营聚变企业,投资额超过100亿美元,上下游供应链企业达数百家 [5] - 可控核聚变正处于从技术研发向工程化验证、产业培育的关键窗口期,发展呈阶梯式加速 [8] 技术进步与破局机遇 - 高温超导磁体与人工智能是重要发展机遇 [6] - 磁场强度提高可使聚变功率呈四次方增长,能显著提升功率并适度缩减装置造价与规模 [6] - 人工智能能为等离子体位形预测和控制、聚变相关材料体系研究提供解决方案 [6] - 在AI与超导磁体结合方面,已有团队引入AI专家优化磁体设计,提升效率与精准度 [8] - AI能在方程式求解、材料辐照损伤模拟、系统控制等方面提供全方位助力 [8] 国际合作与产业链协同 - 国际合作是聚变发展的关键支撑,国际热核实验堆聚集了30多个国家的力量 [6] - 中国通过参与国际合作,实现了技术、人才与话语权的全面提升 [6] - 聚变产业需产业链协同发力,政府、科研机构、社会资本需携手推进 [6] - 高校是国际合作的重要纽带,应发挥学术交流与人才引进的灵活优势 [8] 中国聚变生态与未来展望 - 中国正逐步构建具有自主知识产权与产业主导权的聚变创新生态,涵盖国家大科学工程、初创企业、高校基础研究和资本 [7] - 未来十年将是聚变技术从“点火”走向“发电”的关键窗口期 [7] - “人造太阳”带来的“第一度电”近期值得期待 [7] - 中国在聚变领域不仅要“参与”,更要“引领” [7] 专家聚焦的具体技术路线与瓶颈 - 氘氚聚变因实现条件简单成为国际主流,但存在材料辐照损伤、氚资源稀缺等问题 [8] - 聚变对高温超导磁体要求严苛,需承受20多个特斯拉强磁场与数万安培大电流,产生的洛伦兹力接近材料极限 [8] - 国内理论研究不逊于美国,但工程迭代稍慢,核心短板是缺乏完善的测试平台,有专家呼吁在上海建设第三方测试平台 [8] 对数据开源与资本角色的看法 - 开放是实现领跑的必要条件,AI领域的发展经验表明,数据共享与协同创新能加速技术突破,中国聚变领域应积极推动数据开源 [8] - 资本需扮演“耐心资本”与“生态资本”角色,长期陪伴企业,对接资源、推动跨领域融合 [8]
可控核聚变 终极能源解决方案值得期待
新浪财经·2025-12-20 06:42