人造太阳再升级！中国核聚变实现「双亿度」突破

近日，我国核聚变领域再获重大突破。中核集团核工业西南物理研究院宣布，新一代“人造太阳”装置——中国环流三号首次实现了原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的“双亿度”突破，并大幅提升了综合参数（如等离子体电流、能量约束时间）。这一里程碑式成果标志着我国可控核聚变技术迈入新阶段，正式进入“燃烧实验”阶段。

“双亿度”突破

“双亿度”并非简单的温度数值叠加，而是核聚变研究中的核心指标。原子核温度代表燃料离子的能量状态，而电子温度则决定了等离子体整体的热力学平衡。两者的同步提升，意味着装置能够在更接近实际聚变堆的工况下运行。

最新实验数据显示，装置的综合参数（如等离子体密度、约束时间和温度的“聚变三乘积”）较此前提升数倍，多项技术指标达到国际前列。这一突破标志着我国成为全球首个在磁约束核聚变装置中同时突破两项亿度大关的国家，距离实现“终极清洁能源”目标更近一步。

燃烧实验

所谓“燃烧实验”，是指等离子体在无需外部加热的情况下，依靠自身聚变反应释放的能量维持高温状态。这一阶段是验证可控核聚变可行性的核心环节，也是从实验室走向工程化的必经之路。

中国环流三号的最新实验首次实现了这一阶段的突破。通过自主研发的加热、控制与诊断系统，装置成功创造了多项新纪录，涌现一批原创性、前沿性、突破性成果。

实验中，自主研发并成功应用多型国际一流的聚变研发核心装备，取得国际领先的硬核成果。

其中，自主研制的高功率微波回旋管成功投入运行，最高注入功率达 2.5 兆瓦，掌握了稳定获得电子内部输运垒的控制技术，实现电子温度 1.6 亿度；建成并投运 2 套具有完全自主知识产权的高功率中性束注入加热系统 (提升原子核温度的核心设备)，单条束线最大功率达 7 兆瓦，跻身国际第一梯队；成功突破高压电源的多项核心技术，自主研制的高压电源最高可实现120kV的直流输出，精度优于1%，总体技术达到国际先进水平等。

森木磊石研制的 PPEC inside 高压电源系统，基于 PPEC 电源控制芯片开发，采用 PSM+PWM 混合控制方式，支持 0~120kV 宽范围电压调节，最高可提供 120kV、6MW 稳定可靠的高压电能，助力我国核聚变技术发展。

此次“双亿度”的突破不仅体现了我国在核聚变技术上的自主创新能力，还展现了在多个领域的“弯道超车”：2024 年首次发现并实现的先进磁场位形，使等离子体稳定性提升 30%；自主研发的数字孪生系统首次投入实验，为未来聚变堆的实时控制提供了 “虚拟预演” 平台；中国主导制定的多项聚变诊断技术标准，已被国际原子能机构（IAEA）采纳。

发展里程碑

2020年12月，“中国环流三号”在成都建成并实现首次放电，标志着中国自主掌握了大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术。

2022年10月，实现115万安培等离子体电流运行，创造了中国可控核聚变装置运行的新纪录。

2023年8月，首次实现100万安培（1兆安）等离子体电流运行，成为我国首个实现这一参数的托卡马克装置，标志着我国核聚变研发能力进入国际第一方阵。

2023年12月，西物院与ITER组织签署协议，宣布环流三号面向全球开放。

2024年6月，首次实现新型先进磁场结构，增强了装置控制能力，为长时间稳定运行提供了关键技术支撑。专家表示，挺进燃烧实验，意味着可控核聚变走向应用的核心环节。下一步，科研人员将对“中国环流三号”装置进行能力升级，进一步获得可控核聚变反应的核心关键数据。

尽管此次突破令人振奋，但可控核聚变的商业化仍需跨越多重技术门槛。根据中国核聚变发展路线图，未来将分“实验堆—示范堆—商用堆”三步走，预计2050年前后建成聚变商用电站。

可控核聚变的终极目标是为人类提供取之不尽、用之不竭的清洁能源。随着技术突破与成本下降，聚变能有望在21世纪中叶成为主力能源。当前，全球已有40余家聚变能源公司加速布局，中国企业如星环聚能、新奥能源、能量奇点等也在积极探索商业化路径。

中国环流三号的“双亿度”突破，不仅是我国核聚变技术的重大进展，更是全球能源发展史上的重要里程碑。尽管前路仍有挑战，但核聚变的未来充满希望，它将为人类开启一个清洁、安全、可持续的能源新时代。

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