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   第6版:中国石化报06版
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全球核聚变发展态势

2026年04月30日 来源: 中国石化报  作者:

    经过几十年发展,核聚变取得了一系列技术进展。2022年,美国国家点火装置首次实现净能量增益,即聚变产出的能量超过输入能量,增益约为1.53后,美国、欧盟、英国、韩国纷纷加大投入,发布核聚变发展战略和路线图,普遍计划2040年~2050年实现核聚变商业化应用。国际原子能机构最新数据显示,全球已有逾180台核聚变装置处于运行、在建或概念设计阶段。

    国际热核聚变实验堆由中国、欧盟、印度、韩国、美国等共同参与,是全球最大规模的多边核聚变大科学合作项目,总投资约280亿欧元(约合2100亿元人民币)。截至2026年初,国际热核聚变实验堆项目主体土建工程基本完成,主设备到货率接近90%,处于核心部件安装的关键阶段。2024年,完成真空室扇区维修,更新项目运行基线,预计2034年启动首次等离子体实验,2039年正式开展氘氚燃烧实验。

    作为全球聚变工程技术的集大成者,国际热核聚变实验堆持续推动托卡马克(一种环形磁约束聚变装置)工程化技术进步。我国作为主要参与方,承担了环向场线圈、校正场线圈、磁体支撑系统等研制任务,是首个完成所有采购包制造任务的参与方。

    中国:核聚变研发已跻身全球第一方阵

    我国核聚变研发历经70多年积累,已跻身全球第一方阵,在托卡马克稳态运行、聚变工程技术等领域实现多项突破。“中国环流三号”、“东方超环”等装置实现等离子体参数持续突破,聚变堆主机关键系统综合研究设施、核聚变技术研发基地加快建设,初创企业达到十几家,累计融资逾百亿元,形成“国家队主导+市场主体协同”格局。

    在顶层战略与制度层面,《中华人民共和国原子能法》2026年1月15日正式实施,首次以法律形式将受控热核聚变研发纳入保障范畴。3月,我国“十五五”规划纲要提出前瞻布局未来产业,推动核聚变成为新的经济增长点。

    在核心技术突破方面,东方超环装置2025年实现电子温度1亿摄氏度、持续1066秒的高约束模稳态运行,刷新世界纪录。“中国环流三号”HL-3装置2025年实现离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行,聚变三乘积已达到点火阈值所需的1/3量级。此外,截至今年初,我国民营核聚变企业累计获得投资逾40亿元,先后建成洪荒70、玄龙-50、SUNIST-2等装置,在高温超导紧凑型托卡马克、球形托卡马克、场反位形等方向形成差异化创新。

    德国:多技术路径与国际合作并进

    德国将核聚变纳入国家能源转型长期战略,并将其定位为零碳基荷电源,同步推进先进材料、超导技术、低温工程等交叉领域研发。德国政府计划5年内投入逾14亿欧元用于核聚变研发,重点支持国际热核聚变实验堆项目、仿星器聚变装置工程化探索与基础物理研究。

    在技术方面,德国以参与国际热核聚变实验堆和本国W7-X装置为主。此外,德国私营企业高斯聚变公司与仿星器能源公司分别规划Gauss GIGA、Stellaris仿星器示范项目,设计聚变功率最高达到5000兆瓦,计划2030年~2040年建成。此外,德国核聚变开发企业Marvel Fusion推进Light House激光惯性约束项目,计划2035年完成示范验证。

    英国:核聚变商业化探索的先行者

    英国是全球核聚变商业化探索的先行者,出台首个核聚变专属国家战略,提出2040年前实现核聚变商用。3月,英国发布新版《2026聚变战略》,宣布追加25亿英镑(约合225亿元人民币)投资支持球形托卡马克能源生产项目(STEP)与高温超导技术研发,并启动核聚变专用的1.4兆瓦级AI超级计算机Sunrise。

    在监管层面,英国采用环境健康与放射性废物管理的独立监管模式。

    在技术方面,英国将球形托卡马克作为主要发展方向,STEP项目的目标是2040年前建成首座实现净电力输出的球形托卡马克示范电站,设计净电功率为100兆瓦。

    欧盟:磁约束聚变研发的发源地

    欧盟是全球磁约束聚变研发的发源地,依托欧洲联合环(JET)、W7-X仿星器等装置,形成托卡马克为主、仿星器并行的技术布局。

    在政策层面,欧盟2025年发布新版《欧盟聚变战略》,延续《2050能源技术路径图》《聚变发展路线图》顶层设计,明确2050年前建成商用核聚变电站的总体目标,分3个阶段推进:完成仿星器技术可行性验证,完成示范堆EU-DEMO工程设计,实现核聚变工程化与商业化。

    在技术方面,JET装置作为全球首个开展氘氚聚变实验的托卡马克,多次刷新磁约束聚变功率纪录。欧盟规划的EU-DEMO示范堆设计聚变功率约3000兆瓦,计划2050年前建成,目标是实现百兆瓦级的净电力输出。

    美国:核聚变研发综合实力领先

    美国是全球核聚变研发综合实力领先的国家,国家实验室主导基础科研,私营企业聚焦工程化与商业化。

    在政策层面,美国能源部2024年发布了《聚变能源战略2024》,将未来十年定义为“聚变能商业化验证的关键时期”,通过“FIRE”国家聚变计划布局全领域研发。2025年发布《聚变科学与技术路线图》,确立“建设—创新—增长”战略,力争2030年中期实现聚变并网。

    在监管层面,美国核管会(NRC)采用“加速器+副产物”框架管理聚变装置,与裂变堆监管体系完全分离,大幅降低了审批门槛。

    在技术突破方面,美国国家点火装置先后9次实现聚变点火,2025年4月以2.08兆焦耳激光输入实现8.6兆焦耳聚变能量输出,能量增益因子Q达到4.13,刷新惯性约束聚变世界纪录。联邦聚变系统公司(CFS)2021年攻克20特斯拉(T)高温超导磁体技术,正在建设全球首台高温超导托卡马克装置SPARC,同时布局ARC示范电站,计划21世纪30年代初实现商业供电。

    在资本布局方面,美国私营核聚变企业累计吸引约60亿美元投资,占全球私营核聚变融资总额的40%以上。

 

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