“终极能源”竞赛：全球首个全高温超导核聚变实验装置，中核五公司官宣承建

日前，中核五公司在其公众号中宣布，已与中国第一家聚焦聚变能开发的商业公司正式签订了全高温超导核聚变装置总装合同，承建全球首个全高温超导核聚变实验装置，这标志着中核五公司在深耕核电建造领域的基础上，稳步踏入核聚变工程领域，在探索人类世界未来终极能源——“人造太阳”超级工程中展现新作为。

【资料图】

中核五公司在其公开文章中介绍，目前，可控核聚变的技术路线大体有三种，分别是重力场约束核聚变，激光惯性约束核聚变和磁约束核聚变。现今，磁约束核聚变研究中，托卡马克是已发展的最有希望利用热核聚变发电的技术方案，也被誉为“人造太阳”。托卡马克是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环形容器，它的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈，在通电时内部会产生巨大的螺旋形磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。

全高温超导核聚变装置属于托卡马克技术路线，它的全部磁体系统，均采用高温超导材料建造，探索紧凑型高约束先进托卡马克运行模式。届时，将成为全球首台建成运行的全高温超导托卡马克装置，率先在完整装置层面验证全高温超导托卡马克技术路线的工程可行性。

可控核聚变进行到哪步了？

核聚变被认为是未来潜在的清洁能源。与目前广泛应用的核裂变相比，核聚变具有不产生核废料、辐射少、温室气体零排放等优势，更为清洁而高效。

目前全球正在研究的可控核聚变技术路线，主要包括磁约束和激光惯性约束。

去年12月，美国能源部正式宣布了一项核聚变的历史性突破。加州劳伦斯·利弗莫尔国家实验室（下称LLNL）的科学家于12月5日首次成功在核聚变反应中实现“净能量增益（Net Energy Gain）”，即受控核聚变反应产生的能量超过驱动反应发生的激光能量。

美国NIF走的是惯性约束路线，即用超大功率激光器产生激光束，射向一个含氘氚的氢球形靶丸上使其崩溃，并产生1亿摄氏度左右的高温，从而触发氢原子聚变，释放大量能量。

磁约束需要利用装置，用磁场来约束聚变物质，目前研究的装置包括托卡马克、仿星器、反向场箍缩及磁镜等。

其中，采用托卡马克装置的磁约束技术路线，通常被认为主流的核聚变技术路线。

今年4月12日21时，中国有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）创造新的世界纪录，成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒，对探索未来的聚变堆前沿物理问题，提升核聚变能源经济性、可行性，加快实现聚变发电具有重要意义。

“这次突破的主要意义在于‘高约束模式’。”中科院合肥物质科学研究院副院长、等离子体物理研究所所长宋云涛曾经对新华社记者表示，高约束模式下粒子的温度、密度都大幅度提升，“这为提升未来聚变电站的发电效率，降低成本奠定了坚实物理基础。”

而已经实现了对这些突破都意味着，可控核聚变距离商业化正越来越近，为中核五公司的合作奠定了理论基础。

合作哪家公司？

目前在国内，能量奇点、陕西星环聚能科技有限公司是最近两年先后成立的聚焦聚变能开发的商业公司。

今年2月，成立于2021年的能量奇点，宣布完成近4亿元人民币的首轮融资，米哈游和蔚来资本领投，红杉中国种子基金和蓝驰创投跟投。

该公司计划，融资主要用于研发和建设基于全高温超导材料的小型托卡马克实验装置，以及研发可用于下一代高性能聚变装置的先进磁体系统。

今年6月，陕西星环聚能科技有限公司（下称星环聚能）正式对外宣布，完成数亿元天使轮融资，用于可控聚变能开发。顺为资本、中科创星、昆仑资本等十多家机构参与投资。

星环聚能成立于2021年。获得本轮融资后，该公司将在陕西省西咸新区建设球形托卡马克聚变装置。

此前，据财新报道，今年5月20日，能量奇点CEO、联合创始人郭后扬曾在第四届上海创新创业青年50人论坛上宣布，该公司将在今年建造全球首台全高温超导托卡马克，探索紧凑型高约束先进托卡马克运行模式。

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