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中國“人造太陽”雙紀錄誕生,高溫超導+AI引領核聚變新征程

   發布時間:2026-03-29 03:58 作者:顧雨柔

中國核聚變領域近日迎來重大突破,上海臨港的“洪荒70”裝置實現連續1337秒(約22分鐘)高約束模式運行,合肥的EAST裝置也憑借億度高溫下1066秒的穩定運行入選中國科學十大進展。這兩項成果標志著我國在可控核聚變領域已躋身世界前列,為人類終極能源夢想注入強勁動力。

核聚變被視為“人造太陽”,其原理模仿太陽內部的核反應過程——氫的同位素氘和氚在超高溫高壓條件下發生聚變,釋放出巨大能量。據測算,1克氘氚聚變產生的能量相當于燃燒8噸石油,且燃料可從海水中提取,幾乎取之不盡。更關鍵的是,聚變產物僅為無害的氦氣,不產生碳排放或長壽命核廢料,堪稱清潔能源的“終極方案”。

實現核聚變的難點在于如何約束上億度的高溫等離子體。太陽依靠自身引力“囚禁”等離子體,而地球缺乏如此強大的引力場。科學家們設計出托卡馬克裝置,通過強磁場構建“無形牢籠”:螺旋狀磁場將帶電等離子體懸浮在環形真空室內,避免其與容器壁接觸導致反應中斷。這一過程如同用無形橡皮筋束縛住一顆熾熱的火球,技術難度極高。

“洪荒70”的突破性在于采用了全高溫超導材料。傳統托卡馬克使用銅線圈或低溫超導磁體,因電阻發熱只能短脈沖運行(幾秒至幾百秒)。而高溫超導材料在液氮溫度(-196℃)即可實現零電阻,冷卻成本僅為液氦的1/50,且能承載更強電流,磁場強度提升數倍。這使“洪荒70”的尺寸大幅縮小——大半徑僅75厘米,整體直徑約3米,僅為傳統百米級裝置的“迷你版”,卻實現了更長的穩態運行時間。

裝置的智能化控制是另一大亮點。上億度的等離子體狀態極不穩定,溫度、密度和位置瞬息萬變,傳統人工調控難以應對。“洪荒70”搭載的AI系統可實時監測上千個參數,以毫秒級響應預測不穩定性并動態調整磁場,如同為火球配備了一位24小時在線的“金牌管家”。這一技術將核聚變研究從“試錯式實驗”推向“精準智能調控”的新階段。

更令人振奮的是,“洪荒70”的國產化率超過96%。從高溫超導帶材、超導磁體到AI控制算法,核心技術全部自主可控。此前,高溫超導帶材長期被日本和美國壟斷,中國近年實現批量生產后,此次成功成為對國產產業鏈的“終極考驗”。這一突破意味著我國在核聚變領域已從“跟跑者”轉變為“領跑者”,徹底擺脫關鍵技術“卡脖子”的困境。

盡管取得重大進展,但核聚變商業化仍面臨挑戰。當前“洪荒70”的運行尚未實現能量增益(Q值>1),即輸出能量大于輸入能量;聚變燃料氚的循環自持也需突破;從實驗裝置到發電廠的工程化落地仍需長期攻關。不過,研發團隊已公布下一代計劃——“洪荒170”預計2027年建成,目標實現Q值>10并首次嘗試氚氘聚變。若成功,人類離“人造太陽”點亮千家萬戶的夢想將更近一步。

 
 
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