项目概览与核心目标 - 紧凑型聚变能实验装置BEST于2025年5月1日启动工程总装,较原计划提前两个月,标志着装置正式进入核心总装阶段 [2] - 项目目标是在2027年建成,并于2030年实现聚变发电演示,旨在将聚变能从“实验室奇观”转变为“可触摸的未来能源” [2][9] - BEST是全球首个紧凑型聚变能实验装置,由中国科学院等离子体物理研究所主导设计、聚变新能(安徽)有限公司承建,旨在填补从“实验堆”到“示范堆”的工程化空白 [3] 设计亮点与核心参数 - 装置采用“紧凑高效”的创新设计,主机直径18米、高19米,总重6000吨,重量仅为国际热核聚变实验堆的四分之一左右,是技术集成的系统性创新 [3][4] - 等离子体大半径3.6米、小半径1.1米,环向磁场最大强度达6.15特斯拉(相当于地球磁场的12万倍),等离子体电流可达4—7MA,聚变功率预计在20—200MW之间 [4] - 规划脉冲持续时间超过1000秒,远超同类装置的短时放电模式,为聚变能商业化所需的“稳定供电”提供了关键实验基础 [4] 关键技术系统与创新 - 超导磁体系统采用“高温超导内插+低温超导磁体”的组合设计,形成稳定复合结构,是约束等离子体的“核心骨架” [5] - 第一壁采用水冷全钨壁设计,全钨材质能耐受上亿摄氏度高温和高通量中子轰击,与ITER的偏滤器材料选择一致,旨在为聚变堆长寿命运行提供数据支撑 [5] - 装置配备氚增殖包层与屏蔽包层,通过实验包层模块验证氚增殖概念,目标达成氚自持,初始许可氚库存为110克 [6] - 集成聚变能量提取系统,能将等离子体热能高效转化为电能,为2030年发电演示奠定基础 [6] - 人工智能集成控制系统的电源协同误差锁定在微秒级,其破裂预测和防护系统响应速度较国际同类产品快30% [7] - 采用ITER类型偏滤器设计,真空系统维持10-8Pa的超高真空环境,并组合了四种加热方式与多种加料系统 [7] 科学使命与行业影响 - 核心科学使命包括:探索高性能氘氚方案,实现科学盈亏平衡;验证高场超导磁体、高热负荷钨偏滤器等关键技术;测试氚衡算、除氚系统等聚变核安全项目 [8] - 作为“中试平台”,将重点攻克材料与等离子体—壁相互作用物理、实验包层模块性能验证、以及氘氚燃烧等离子体的能量与粒子排出三大挑战性问题 [8] - 研究成果将直接服务于“三步走”战略:以BEST为基础推进聚变工程示范堆建设,最终实现首个商业聚变堆落地,目标在20年内让聚变能实现全球商业应用 [8]
6000吨“人造太阳”合肥启航
新浪财经·2025-12-20 14:42