一克核聚变燃料释放的能量相当于8吨石油,这项被称为“文明级创新”的技术正从实验室走向现实。
“AI的终点是能源,能源的终点是聚变。”中国科学技术大学核科学与技术学院教授孙玄在2025外滩大会上的论断,揭示了人工智能与核聚变这两大前沿技术的深刻关联。随着全球AI耗电量预计将达地球总用电量的20%,核聚变作为终极能源解决方案的地位日益凸显。
就在10月1日,中国合肥的紧凑型聚变能实验装置(BEST)取得关键突破——重达400余吨的杜瓦底座成功安装。这个如同巨型“高真空保温瓶”的核心部件,将承载整个主机6000余吨设备的重量,标志着我国朝着2027年实现核聚变发电演示的目标迈出坚实一步。
展开剩余81%今年以来,中国核聚变领域捷报频传。2025年1月20日,全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)实现
,刷新世界纪录。
短短两个月后,中核集团新一代“人造太阳”——
,原子核温度达1.17亿摄氏度,电子温度达1.6亿摄氏度。
这些突破意义非凡。EAST物理实验总负责人龚先祖指出:“此前,世界上没有任何一个装置能够实现这一目标,这标志着我们向梦想又迈近了一大步。”
实现1000秒的高约束模运行,充分验证了聚变装置的系统集成能力和高参数等离子体稳态运行能力,这是未来聚变堆持续发电的基础。
核聚变为何被誉为“终极能源”?其惊人能量密度令人惊叹:
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聚变反应原理是模拟太阳内部的核聚变,将轻元素聚合为重元素并释放巨大能量-6。地球上核聚变的主要燃料是氘和氚,
,通过聚变反应可释放相当于燃烧300升汽油的能量。
与当前核电站采用的核裂变技术相比,核聚变具有
等优势。氘氚聚变反应不产生有害气体,无高放射性活化物,对环境更加友好。
核聚变领域的国际竞争日趋激烈。当地时间10月1日,德国政府通过名为“德国迈向核聚变发电站”的行动方案,力推在德国建造世界上第一座核聚变发电站,到2029年将向该领域
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全球最大的核聚变合作项目——国际热核聚变实验堆(ITER)计划由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同实施。ITER将在法国南部建成世界最大核聚变实验堆,其技术路径与合肥EAST一致。
据美国聚变工业协会(FIA)2024年7月发布的报告,
,同比增加9亿美元。受访的35家企业中,89%的企业看好2030年代末之前实现并网发电。
人工智能正在加速核聚变研发进程。孙玄教授提出突破性展望:“我们可否创造一个可以自我学习的人工智能,它不需要我们已有的实验数据,而是自己基于物理规则进行探索,就像以前的围棋软件AlphaZero一样,自己学习、自己设计一个全新的聚变堆?”
实现核聚变的核心科学难点在于约束温度高达上亿度的等离子体,孙玄形象地比喻:“有点像我们试图用笼子捆住一个脾气暴躁的野兽,很难。”
目前,科学家已提出名为“
”的混合路径,它能大幅降低造价和建造时间,并提升迭代效率。但这一新聚变途径带来“人类智力的挑战”,而这也正是AI技术得以发挥作用的关键所在。
核聚变商业化的时间表日益清晰。中国工程院院士李建刚认为,
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BEST项目计划在
-3。到2030年,有望通过核聚变点亮第一盏灯。
当前,我国聚变产供链体系初步成立,由中核集团和中科院为代表的两大聚变能研究机构分别牵头成立产业联盟。BEST装置的供应链由16家A股上市公司构成,包括上海电气、西部超导、百利电气和安泰科技等。
核聚变技术突破被视为“文明级创新”。与以往能源革命不同,
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历史上的金属冶炼、机械能、电能、化石能源以及核能,从未超越地球资源限制,而
,是恒星为整个星系提供能源的能量源泉。
可控核聚变的技术突破,意味着人类开始掌握恒星级的永不枯竭的能源密钥。这不仅是技术突破,更是人类文明形态的重要转折点。
随着BEST装置杜瓦底座的精准落位,接下来磁体、真空室等核心部件将陆续安装。黄雄一副研究员表示:“最终我们会把杜瓦底座封闭起来,形成一个真空环境来确保托卡马克的运行。”
全球聚变行业过去五年总投资已接近百亿美元,一场关乎人类文明未来的能源革命正加速推进。当核聚变时代真正来临,人类文明进程将被彻底改写。
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