当前可控核聚变面临的挑战和新型技术路线的尝试
2025-11-05 09:29
聚变电站商业化面临高温材料耐久性、氚燃料自给自足、等离子体稳态 运行控制等难题,尤其氚循环和储存的工程实践经验缺乏,需通过 AI 优 化控制模型实现精准磁场控制。 除氘氚路线外,氢硼和氘-氦 3 是值得关注的新技术路线,氢硼几乎无中 子产生但需极高温度,氘-氦 3 避开穿刺问题且几乎无中子,但氦三储量 有限,需突破关键工程难题。 国内外在聚变能源领域均有进展,美国 CFS 公司突破高温超导磁体, DeepMind 在 AI 与材料结合方面有所突破,中国加入 ITER 项目并在抗 中子辐照材料等方面做出贡献,多家企业推进技术工程化。 续稳态运行情况下完成聚变反应。因此,需要进一步研究和开发能够耐高温中 子辐照的新型材料体系。 此外,高热复合材料也是一个重要课题。随着聚变反 应温度达到 1 亿度甚至更高,对材料耐热性能提出了极高要求。目前国内外在 这方面还没有取得完全突破,需要更多研究投入。 在新型技术路线方面,当前 主流包括惯性约束和磁约束两大类。其中,以托卡马克为代表的磁约束装置占 据主导地位,全球超过 50%的装置采用这一技术路线。此外,还有其他如激光 驱动、Z 箍缩等惯性约束方法,以及 FIC(直线型)装 ...