聚变能被誉为未来清洁能源的重要方向,其核心命题是把类似太阳的核聚变过程在地球上实现可控、稳定、持续的能量输出。
随着全球能源结构加速向低碳化转型,如何在保障能源安全的同时实现深度减排,成为各国共同面对的长期课题。
在这一背景下,我国以法律、规划和科研组织方式同步发力,推动聚变能研究从“科学探索”向“工程实践”迈进。
问题在于,聚变能虽具备高能量密度、燃料来源相对丰富、放射性负担较低、固有安全性较好等优势,但其实现门槛极高。
要“点亮”聚变反应,需要把氘氚等离子体加热到极高温度,并在强磁场等条件下实现有效约束;而更难的是让等离子体在长时间尺度内保持稳定状态,实现可重复、可持续的“稳定燃烧”。
同时,聚变堆还面临材料、结构、低温与超导磁体系统、抗中子辐照等工程难题,任何一项短板都可能制约整体路径,决定了其投入强度大、研发周期长、技术路线复杂。
原因在于聚变能研究具有典型的系统工程特征:它不仅需要等离子体物理的持续突破,也需要核工程、材料科学、精密制造、超导与低温、控制与诊断等多学科协同推进。
以磁约束聚变为例,超导磁体、真空系统、第一壁与包层等关键部件需在高热负荷与强辐照环境下长期可靠运行;而实现从实验装置到反应堆工程的跨越,还涉及安全评估、标准体系、运维策略等一整套工程化能力。
正因如此,聚变技术的突破往往不是“单点跃迁”,而是伴随平台迭代、指标累积与工程验证不断推进。
在影响层面,聚变能研发的加速推进具有多重意义。
其一,有利于拓展我国清洁能源技术储备,提升未来能源体系的韧性与自主可控水平,为应对国际能源市场波动和碳约束强化提供长期选项。
其二,聚变能作为高端科技集成度极高的领域,将带动超导材料、精密加工、真空与低温、先进测控等产业链环节升级,形成技术外溢效应并培育新的增长点。
其三,聚变能研发天然需要国际协作,开放共享的科研组织方式有助于集聚全球智慧,提升我国在国际大科学工程中的参与度与规则塑造能力。
对策方面,我国正从制度建设、科研组织和国际合作三端协同推进。
一方面,《中华人民共和国原子能法》将于2026年1月施行,明确国家鼓励和支持受控热核聚变的科学研究与技术开发,并对相关安全监督管理作出规定。
法律层面的制度供给,既为创新活动划定安全边界、提供明确预期,也有助于形成稳定投入与规范治理的政策环境,推动聚变研究在“可控”和“可持续”轨道上前进。
另一方面,中国科学院“燃烧等离子体”国际科学计划项目启动,面向全球开放多个聚变能实验装置及平台,通过共享设施、联合攻关、数据互通等方式提升研发效率,推动聚变研究从“单装置突破”走向“多平台协同验证”。
同时,“十五五”规划建议将核聚变能等列为潜在新的经济增长点,体现了对前沿方向的前瞻布局与长期耐心。
从科研基础看,我国在装置体系建设和关键参数突破上持续积累。
中国环流一号、东方超环(EAST)、中国环流三号等装置相继建成并取得阶段性进展,达到离子和电子温度“双亿度”等关键指标,表明我国聚变研究正在由机理探索逐步向工程验证转进。
与此同时,我国积极参与国际热核聚变实验堆(ITER)等国际大科学工程,在核心安装和关键部件研制交付等方面持续贡献力量,并与多国科研机构建立合作网络,推动形成更广泛的协同创新格局。
通过举办相关国际会议并发布合作倡议,强调创新共享、和平利用与普惠发展,体现了在全球清洁能源议题上的责任担当与开放姿态。
前景方面,聚变能走向实际应用仍需跨越从“可实现”到“可经济”的关键门槛:既要进一步提升等离子体约束与稳定性、提高能量增益和运行可靠性,也要在耐辐照材料、氚增殖与燃料循环、远程维护、成本控制与安全标准等方面形成可工程化方案。
可以预期,未来一段时期内,聚变能仍将以实验验证、部件测试和原型堆工程推进为主线,呈现“长期攻关、分阶段突破、以工程问题牵引科学问题”的特点。
随着制度保障完善、平台开放协作深化、关键技术持续迭代,聚变能从实验室走向示范应用的路径将更加清晰,但仍需要稳定投入、耐心推进和国际协同。
从"追光"到"造光",中国聚变能研究的每一步前进都承载着科技强国的使命担当。
在构建人类命运共同体的时代背景下,中国正以开放包容的姿态,与世界各国携手攀登聚变能技术高峰,为人类获得清洁、安全、可持续的能源供应贡献智慧和力量。
"人造太阳"的光芒,终将照亮人类文明发展的美好未来。