我国“人工太阳”聚变能源三步走实现突破:EAST稳态运行创纪录 BEST核心部件精准落位 CRAFT加速总装领跑全球
我国可控核聚变技术正以「三步走」战略稳步推进,EAST、BEST、CRAFT三大装置构建起从基础研究到工程验证的完整链条。位于合肥的全超导托卡马克装置(EAST)作为「第一棒」,自2006年运行以来不断突破极限:今年1月实现1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒,首次模拟出聚变堆必备的高效稳态环境,为核聚变发电提供了关键实验验证。这一成果被形象比喻为通过聚变能应用的「理论考试」。

作为「第二棒」的紧凑型聚变能实验装置(BEST)于2023年10月启动核心部件安装,其直径18米、重400吨的杜瓦底座以毫米级精度完成精准落位。该装置预计2027年全面建成,将首次实现氘氚等离子体燃烧与能量输出演示,力争2030年通过核聚变点灯。BEST首次融合了超导磁体、氚增殖包层等十余项核心技术,体积较传统装置缩减40%但功率密度提升3倍,标志着我国核聚变研究从实验室向工程化迈进。

承载「第三棒」的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)已进入建设关键阶段。这座被称为「夸父」的设施建成后将提供国际领先的测试平台,重点突破真空室、偏滤器等核心部件制造技术,计划2025年底整体投用。其核心装备——由8个直径10米、重295吨模块组成的环形真空室,正在加速总装进程。

科学家指出,三大装置构成「理论突破-工程验证-部件研发」的递进关系:EAST验证科学可行性,BEST演示能量输出,CRAFT研发实用化设备。若进展顺利,我国计划在2040年前建成聚变工程示范堆,2050年左右实现商用发电。相较国际热核聚变实验堆(ITER)预计2039年才能进行氘氚实验的进度,我国自主研发的技术路线展现出更快的推进节奏。
核聚变能源具有燃料近乎无限(每升海水相当于300升汽油能量)、清洁安全(产物无放射性)等优势。目前我国在超导材料、极端制造等领域的技术突破,使得装置在零下269摄氏度超导磁体与上亿摄氏度等离子体「冰火同炉」的极端工况下稳定运行成为可能。中科院最新研发的铁基超导线材成本较国外降低30%,为装置规模化建造奠定基础。

随着合肥大科学装置集群的协同发力,这座「人造太阳」之城正孕育着改变全球能源格局的种子。这场「终极能源」攻关不仅关乎技术突破,更是在新型举国体制下探索科研-工程-产业协同的创新范式,为我国在未来能源革命中赢得战略主动。

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