国际受控核聚变研究国际会议开幕：全球科学家共探“人造太阳”能源之路

时间： 2025-12-28 14:42:59 阅读：402

一、会议背景与核心议题

本次会议聚焦托卡马克装置的技术突破与科学验证。托卡马克作为一种利用磁场约束高温等离子体的环形装置，被视为实现可控核聚变发电的最优技术路线。会上，日本、美国和欧洲共同体分别展示了其主导的三大试验装置——JT-60（日本）、TFTR（美国）和JET（欧洲）——的最新成果。

表1：1986年全球三大托卡马克装置关键参数对比

欧洲共同体在报告中指出，JET装置已实现温度超1亿摄氏度、约束时间0.6秒的突破，接近“临界等离子体三条件”（温度1亿度、约束时间1秒、中子密度50万亿个/cm3）的目标。美国则通过TFTR装置验证了更高密度的等离子体稳定性，为后续提升能量输出奠定基础。

二、技术突破与挑战

1. 燃料与反应原理
   核聚变以氘、氚等轻元素为燃料，氘可从海水中提取（每升海水含0.03克氘，相当于300升汽油能量），氚可通过锂转化，资源近乎无限。然而，氚的放射性特性及中子辐射对反应堆材料的损伤仍是工程难题。

2. 等离子体约束难题
   托卡马克需将等离子体加热至超1亿摄氏度，并通过强磁场防止其接触容器壁。会上提出“高频加热”等创新方案，日本JT-60通过电磁波加热技术实现短时连续运转，为稳态运行提供新思路。

3. 国际合作的价值
   苏联学者首次公开托卡马克原始设计理念，中国代表团则分享了磁约束理论研究进展。多国数据共享加速了“三乘积”（温度、密度、约束时间）指标的提升，推动实验从分钟级向小时级迈进。

三、能源前景与全球竞速

会议明确了核聚变能源的三大优势：零碳排放、燃料无限、固有安全性。科学家预测，若突破稳态运行与材料寿命瓶颈，核聚变电站有望在30-50年内并网发电。

当前技术路线分化：

• 磁约束（托卡马克）：主流路径，全球在建装置超20台，中国EAST装置于2021年实现1.2亿摄氏度101秒运行。
• 惯性约束：美国国家点火装置通过激光压缩靶丸引发聚变，2022年首次实现能量净增益。
• 商业探索：美国Helion能源公司计划2028年建成50兆瓦级示范电站，采用氘-氦3反应减少中子辐射。

四、争议与未来方向

尽管进展显著，会上仍存分歧：

• 技术路线之争：欧洲学者主张扩大托卡马克规模，美国部分团队倾向探索球形环等新型磁约束设计。
• 资源分配问题：发展中国家呼吁建立技术转让机制，避免发达国家垄断专利。

国际原子能机构宣布将启动“聚变能路线图”计划，协调各国在燃料循环、材料测试等领域的合作，目标在21世纪中叶实现示范堆发电。

五、中国的角色与贡献

中国自20世纪70年代加入全球核聚变研究网络，此次会议为中方团队提供了关键技术交流平台。1984年，中国环流器一号（HL-1）建成，成为继美、苏、日、欧后第五个拥有托卡马克装置的国家。后续研发的EAST装置（全超导托卡马克）在长脉冲高参数等离子体实验中多次刷新纪录，为ITER（国际热核聚变实验堆）计划提供关键数据支撑。

编者按：这场历时8天的会议不仅见证了人类驾驭“恒星之火”的阶段性胜利，更确立了国际合作在攻克终极能源难题中的不可替代性。从实验室到电网，从氘氚反应到氦3聚变，科学家的每一步探索都在重塑未来能源版图。