聚变三乘积

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探访中国“人造太阳”:聚变能研发加速挺进燃烧实验
中国新闻网· 2025-10-16 21:52
中国聚变能研发进展 - 中国聚变能开发已从原理探索、规模实验阶段进入燃烧实验阶段,未来将经过实验堆、示范堆阶段后进入商业化运营[1] - “中国环流三号”是国内规模最大、参数最高的先进核聚变实验装置,技术水平跻身国际第一方阵[1] - 中国已实现聚变能研发从“跟跑”到“并跑”的跨越,并在部分技术领域实现“领跑”,具备加速实现聚变能商用的基础和能力[6] 关键技术突破与里程碑 - “中国环流三号”于今年5月同时实现等离子体电流100万安培、离子温度1亿摄氏度、高约束模式运行,聚变三乘积达到10的20次方量级,创下中国聚变装置运行新纪录[3] - 研究团队计划对“中国环流三号”进行升级改造,并计划于2027年开展燃烧等离子体实验[3] - 科学家通过“磁场笼子”技术约束聚变燃料等离子体,“中国环流三号”和“玄龙-50U”等装置均采用这一技术路线[3] 商业化探索与产业布局 - 随着聚变能技术突破,资本市场积极布局,一批商业公司从不同路径开展聚变商业化探索[4] - 新奥能源研究院的“玄龙-50U”装置中间有球形环作为氢硼燃料的“燃烧炉”,目前也在向聚变燃烧实验挺进[4] 国际合作与贡献 - 中国作为国际热核聚变实验堆计划的七方成员之一,今年如期交付多个大型装备部件,提前完成两项核心设备安装任务[6] - 以承担ITER相关部件制造任务为契机,中国努力攻克相关设计技术,在核心部件研发上取得突破[6]
造太阳的人 ——记核工业西物院新一代人造太阳团队
经济日报· 2025-10-12 06:14
可控核聚变技术进展 - 新一代人造太阳“中国环流三号”于2024年3月28日首次实现原子核温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的重大突破 [4] - 团队在120余天内完成千余次方案迭代,实现离子温度从4000万摄氏度跃升至6000万摄氏度,并最终引燃“双亿摄氏度”高温 [8][9] - 衡量核聚变研究水平的关键参数是等离子体离子温度、密度和能量约束时间三项的乘积,即“聚变三乘积” [10] 核心技术突破与国产化 - 高功率微波回旋管、高功率中性束注入加热系统投入运行,并首次提出及实现了提高芯部能量约束的新方法 [4] - 自主研发的聚变装置控制系统(CODIS)实现广泛运用,标志着“中国智造”在聚变领域的进展 [4] - 团队攻克电子回旋传输部件等难题,耗时4年多实现高功率微波回旋管的核心部件“管子”从无到有,最终使“中国管”成功应用于亿摄氏度高温实验 [4][5][6] - 中性束研发团队建成投运第二套高功率中性束注入加热系统,单源最大束流超过系统设计目标 [11] 研发团队与协作模式 - 科研团队平均年龄仅35岁,通过常态化讨论机制和激烈碰撞,突破常规运行区间,形成多参数协同调控模型等创新方案 [1][8][9] - 团队采用多系统、多专业、多团队协同作业模式,包括激光散射系统(“眼睛”)、加热系统(“心脏”)、屏障系统(“皮肤”)和数据分析系统(“大脑”)等角色分工 [10][11] - 研发工作基于前辈专家的技术积累,如在已故专家曹建勇的中性束设计方案基础上发展出现有系统 [11]
现在的可控核聚变,还有“永远的五十年”这个魔咒吗?
观察者网· 2025-08-19 11:08
中国聚变能源有限公司成立 - 中国聚变能源有限公司于7月22日在上海正式成立,由中核集团牵头组建,是其直属二级单位,将作为推进我国聚变工程化、商业化的创新主体 [1][2] - 公司重点布局总体设计、技术验证、数字化研发等业务,并建设技术研发平台和资本运作平台 [2] - 该公司的成立标志着国家可控核聚变工程化与商业化战略进入新阶段 [1] 国家投资战略规划 - 国家投资三步走规划正式成型:短期强化半导体与AI领域,中期以雅江水电站等超级工程推动基建升级,远期押注可控核聚变的能源革命 [1][2] - 可控核聚变商用已脱离"永远还要五十年"的魔咒,可能在十多年内实现初步商用,潜在收益将远超电动汽车产业 [2] 可控核聚变技术路线 - 可控核聚变主要分为磁约束和惯性约束两类,磁约束包括托卡马克和仿星器,惯性约束包括激光聚变和Z-箍缩 [3][5] - 托卡马克路线因工程成熟度最高成为全球主流,中国在该领域已取得重大突破 [1] - 中国环流三号装置实现原子核温度1.17亿摄氏度与电子温度1.6亿摄氏度的"双亿度"里程碑 [1] - 东方超环装置首次完成1亿摄氏度1000秒"高质量燃烧",创造新世界纪录 [1] - 美国国家点火装置虽实现激光聚变点火实验,但能量输出远小于整个系统消耗电能 [1][5] 技术路线比较 - 磁约束有效约束时间一般为秒至分钟量级,惯性约束有效约束时间仅为百皮秒量级 [18] - 磁约束实现聚变需要离子密度达到每立方米10^20个粒子级别,而惯性约束需要达到每立方米10^31个粒子级别 [20] - 激光可控核聚变靶丸吸收的X光能量只有激光能量的15%左右,飞层动能又只有这部分能量的15% [37] 中国可控核聚变进展 - 中国环流三号已处于点燃可控核聚变的门槛附近,有望在未来5年内实现可观的聚变功率输出 [42][48] - 中国计划2035年建成聚变工程实验堆,初期实现100-200MW聚变功率输出,2050年前后并网供电 [1][60] - 能量奇点公司计划2027年建成全高温超导托卡马克装置"洪荒-170",目标实现Q>10 [58] 商业化前景 - 中国商业资本加速涌入可控核聚变领域,能量奇点已完成多轮融资,参投股东包括米哈游、蔚来等企业 [58] - 随着技术突破,更多初创企业将进入可控核聚变领域,推动行业快速发展 [58] - 聚变商用有望在2050年前后实现,随着高温超导等技术突破,商业落地时间可能进一步提前 [60]