可控核聚变技术被誉为人类未来能源的终极梦想。
通过在地球上模仿太阳发光发热原理产生巨大能量,这一技术有望为人类提供源源不断的清洁能源。
近日,国家"十五五"规划建议正式提出前瞻布局未来产业,推动氢能和核聚变能成为新的经济增长点,这标志着可控核聚变能被明确纳入国家战略性新兴产业体系,上升为国家重点发展方向。
当前,全球聚变能源研发正处于从基础研究向工程应用转变的关键时期。
为加快推进这一战略性产业发展,中国选择在安徽合肥布局建设聚变能源研发基地。
在合肥未来大科学城,聚合堆主机关键系统综合研究设施CRAFT、国际热核聚变实验堆ITER中国项目基地和紧凑型聚变能实验装置BEST三个大科学装置正在形成集群效应,形成了从基础研究、工程验证到商业示范的完整创新链条。
其中,紧凑型聚变能实验装置BEST是当前工程建设的重点。
该装置采用了高温超导和低温超导磁体相结合的创新技术方案,既能降低装置体积,又能提高运行效率。
项目目前已进入工程总装阶段,真空室、磁体重力支撑等聚变堆核心部件正在精确安装到主机基坑内。
中国科学院合肥物质科学研究院相关负责人表示,该装置集成应用了先进诊断技术和新型控制方法,旨在实现更加紧凑、更加完美的聚变反应堆设计,为未来聚变能应用解决一系列关键科学和技术问题。
BEST装置建设遵循科学、稳妥的技术路线。
按照规划,该装置力争在2027年底前基本建成,随后将开展燃烧等离子体物理实验,目标在2030年左右实现聚变能发电的演示运行,即通过聚变反应产生的热能转化为电能并接入电网。
这一里程碑式的突破将为聚变能商用发电奠定关键技术基础。
聚变能源发展的长期目标是实现能量输出大于输入的自持核聚变反应。
以现有EAST装置的研究成果为基础,科研团队在解决前沿物理问题的基础上,将通过BEST装置验证氘氚混合燃料的自持燃烧能力。
待这一中试阶段完成后,下一步将建设示范堆,预期实现聚变功率达1.5至2个吉瓦,能量输出与输入比达20至30倍的目标。
通过热能转换,最终实现大规模聚变发电并并网供电。
从技术路线看,中国聚变能研发采取了循序渐进、层层递进的发展策略。
从EAST装置的基础研究,到BEST装置的工程验证,再到未来示范堆的商业应用,形成了完整的技术创新链条。
这种系统性的科技创新方式,既确保了技术的可靠性,又为产业化提供了充分的技术储备。
聚变能源产业化面临的挑战仍然存在。
除了核心技术突破外,还需要在材料科学、工程制造、系统集成等多个领域取得进展。
同时,聚变电站的经济可行性评估、安全运行标准制定等工作也需要同步推进。
但这些挑战也是产业发展的机遇,将催生大量高端制造、材料研发、系统集成等相关产业的发展。
"十五五"时期被确定为中国聚变能源发展的关键阶段。
在国家战略引领和地方政策支持下,合肥聚变能源研发基地正在加快建设步伐。
随着BEST等大科学装置的推进,中国有望在聚变能源领域取得更多突破性进展,为全球聚变能源发展做出中国贡献。
追光逐日并非一蹴而就。
核聚变能研发的价值,既在于向“终极清洁能源”迈进的长期愿景,也在于以大科学装置为牵引,持续锻造国家战略科技力量与高端产业能力。
把关键核心技术牢牢掌握在自己手中,以更稳健的工程化推进、更开放的协同创新、更完善的制度与标准保障,才能让“第一盏灯”的愿景从实验室走向更广阔的现实应用场景。