我国核聚变装置实现1亿摄氏度下持续燃烧约17.8分钟(1066秒),不仅是实验参数的突破,更标志着人类向可控核聚变能源迈出了关键一步。这一成就由全超导托卡马克装置EAST于2025年1月20日完成,其意义可从技术、能源战略及全球影响三个维度深入解析:
一、技术突破:驯服“太阳之火”的核心挑战
1. 极端条件的工程化验证
1亿摄氏度相当于太阳核心温度的7倍以上,在此环境下物质处于等离子体状态(原子核与电子分离)。维持其稳定需克服磁场约束、能量泄露和材料耐受性等难题。
“高约束模式”(H模) 的成功应用是关键:通过磁场在等离子体边界形成“能量护盾”,类似高压锅的蒸汽密封层,将能量损失降低80%以上,使千秒级运行成为可能。
2. 国产黑科技的协同攻坚
超导磁体系统:采用铌钛/铌三锡材料实现269℃超导环境,磁场强度达地球自然磁场的10万倍,约束等离子体不接触器壁。
钨铜偏滤器:自主研发的壁材料可承受每平方米千万瓦热负荷,解决聚变产物(如氦灰)的排出问题。
多技术协同:电子回旋加热、中性束注入等系统精准调控等离子体参数,15万余次实验积累的数据为算法优化奠定基础。
二、能源革命:从实验室到商业化的关键跃迁
1. 聚变能源的终极优势
燃料近乎无限:1升海水提取的氘,聚变能量相当于300升汽油,全球海水氘储量可供人类使用上亿年。
零碳排与本质安全:聚变产物为惰性氦,无长寿命放射性废物;反应需持续供能,故障时自动停止,无熔毁风险。
2. 商业化的时间表提速
中国路线图:
2027年建成BEST装置(聚变发电实验堆);
2035年启动CFETR工程堆(验证连续发电);
2050年前实现商用,目标电价降至现有核电1/3。
此次突破将原预估商业化时间提前510年,因千秒运行验证了工程可行性。
三、全球格局:中国从“跟跑”到“领跑”的转型
1. 技术自主权的里程碑
超导材料曾遭西方禁运,中国通过20年攻关实现100%国产化,积累近2000项专利(如动态磁体测试系统)。
EAST的成果直接支撑国际热核聚变堆(ITER):中国承担9%核心部件,如第一壁防护模块已通过国际认证。
2. 三足鼎立的新竞争生态
国际合作(ITER):中、美、欧等35国共建,中国贡献关键部件;
国家计划(CFETR):中国自主设计工程堆,参数对标ITER;
私营企业:全球30余家聚变公司获超50亿美元风投,中国“新奥集团”等加入赛道。
四、科学与社会:超越能源的深远影响
基础科学突破:亿度等离子体为研究宇宙恒星演化、量子场论提供地面实验室。
产业链拉动:超导、精密制造、AI控制等技术外溢,推动医疗成像、半导体等领域升级。
青年人才培养:合肥科学岛等基地通过科普孵化“追光者”,保障人才梯队。
总结:人类能源自由的曙光
EAST的千秒燃烧并非终点,而是聚变工程化的起点:它证明人类已有能力在地球上创造“恒星环境”。若未来10年持续突破至小时级运行(如规划中的200分钟目标),核聚变将从科幻走入现实——重塑能源结构、终结气候危机,并重新定义文明发展上限。
正如中科院副院长宋云涛所言:跨越“亿度千秒”,意味着我们首次模拟出未来聚变堆所需环境。这一秒,人类离“人造太阳”点亮万家灯火的梦想,又近了17分钟。
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