中国实验室创造 1.8 亿度核聚变新纪录，EAST反应堆引发全球关注

AI科技 2025年10月09日 21:10 0 aa

中国科学院等离子体物理研究所的EAST托卡马克装置刷新了核聚变领域的重要纪录，在超过1亿摄氏度的极端高温条件下实现了17分钟46秒的稳态高约束模式等离子体运行。这一突破性成就标志着人类距离掌控"人造太阳"技术又迈出了关键一步，为解决全球清洁能源危机提供了新的希望。

EAST装置全称为"先进实验超导托卡马克"，是目前世界上参数最高、功能最完备的磁约束核聚变实验装置之一。此次创纪录的实验不仅验证了长脉冲稳态核聚变反应的技术可行性，更重要的是证明了从基础科学研究向工程应用转化的现实路径。国际核聚变专家普遍认为，这一成果对推动全球核聚变能源技术发展具有里程碑意义。

技术突破背后的科学意义

核聚变反应需要在极端条件下才能发生，其中温度是最关键的参数之一。1亿摄氏度的反应温度相当于太阳核心温度的6倍以上，在如此极端的条件下维持近18分钟的稳定反应，技术难度可想而知。EAST装置采用超导磁体技术产生强大磁场，将等离子体"囚禁"在环形容器中，通过复杂的电磁场配置实现等离子体的加热和约束。

高约束模式是核聚变反应堆实现经济性运行的必要条件。在这种模式下，等离子体的密度、温度和约束时间都能达到更高水平，从而提高聚变反应效率。此前，世界各国的聚变装置虽然都能短暂实现高约束模式，但要在如此高温下维持如此长时间的稳定运行，EAST装置尚属首例。

托卡马克装置的环形几何结构为等离子体约束提供了独特优势，但也带来了复杂的物理挑战。等离子体在磁场中的行为极其复杂，任何微小的不稳定性都可能导致反应中断。EAST团队通过精确的磁场控制、先进的加热系统和实时反馈调节，成功克服了这些技术难题。

值得注意的是，EAST装置使用的超导磁体技术代表了当前磁约束核聚变的技术前沿。与传统铜导体磁体相比，超导磁体能够长时间维持强磁场而几乎不消耗额外能源，这是实现长脉冲稳态运行的技术基础。

全球聚变能源竞赛的新格局

这一突破性成就使中国在国际核聚变竞赛中占据了重要地位。目前，全球主要核聚变项目包括法国的国际热核聚变实验堆ITER、英国的联合欧洲环和美国的国家点火装置等。各国都在加紧研发，希望率先实现核聚变的商业化应用。

ITER项目作为目前世界最大的国际科技合作项目，汇集了中国、欧盟、美国、俄罗斯、日本、韩国和印度等35个国家的科技力量。该项目计划建造一个能够产生50万千瓦聚变功率的实验反应堆，但其建设进度一再延迟，预计要到2035年才能开始全面运行。

相比之下，中国的EAST装置虽然规模较小，但其技术成熟度和运行稳定性已经达到了相当高的水平。这次创纪录的实验成果为中国下一步建设更大规模的聚变反应堆积累了宝贵经验。

英国政府最近宣布加快聚变反应堆的研发进度，计划在2040年前建成首个聚变电站。美国能源部也在大力投资新型磁约束技术，希望通过技术创新缩短聚变能源的商业化时间表。这种全球性的研发竞赛正在推动核聚变技术的快速发展。

私人资本的介入也为聚变能源发展注入了新动力。多家初创公司正在开发小型化、模块化的聚变反应堆，试图通过创新设计降低建设成本并加快部署速度。虽然这些项目大多还处于概念验证阶段，但其技术思路为传统大型托卡马克装置提供了有益补充。

清洁能源革命的现实前景

核聚变被誉为人类能源问题的终极解决方案，其优势显而易见。与核裂变不同，聚变反应不会产生长期放射性废料，也不存在堆芯熔毁的安全风险。聚变燃料主要是氘和氚，其中氘可以从海水中提取，储量几乎无限。一旦实现商业化，聚变能源将为人类提供清洁、安全、可持续的能源供应。

然而，从实验室突破到商业应用之间仍存在巨大技术鸿沟。当前的聚变实验装置虽然能够实现聚变反应，但输出的能量往往低于输入的能量，距离能量净产出还有相当差距。要实现商业化运行，聚变反应堆必须能够稳定产出比输入更多的能量，这需要在等离子体物理、材料科学、工程技术等多个领域取得进一步突破。

材料科学是制约聚变技术发展的重要瓶颈。反应堆第一壁材料需要承受极端的高温、强辐射和粒子轰击，目前还没有完全满足要求的材料。氚燃料的生产和处理也面临技术挑战，需要开发高效的氚增殖技术。

尽管面临诸多挑战，国际能源署等权威机构预测，如果技术发展顺利，核聚变发电有望在2050年前实现商业化应用。EAST装置此次创纪录的成果无疑为这一时间表的实现增添了信心。

中国在核聚变领域的持续投入和技术突破，不仅体现了其在前沿科技领域的实力，也为全球应对气候变化和能源危机提供了新的技术路径。随着各国加大研发投入，核聚变技术的商业化应用或许比我们想象的更近。这场人类驾驭"人造太阳"的科技竞赛，正在进入一个全新的发展阶段。

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