中国这两家公司合作建造：全球首个全高温超导核聚变实验装置！

中核五公司官方微信号 7 月 5 日消息，日前，中核五公司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。】

磁约束聚变装置结构

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。

聚变发电

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。

磁约束等离子体示意图

氘氚聚变反应

据报道，还记得科幻电影《流浪地球 2》中推动地球的行星发动机吗？它所利用的可控核聚变技术，正是科学家们多年来孜孜以求的。"如果实现可控核聚变，人类就可以拥有源源不断的清洁能源。"2 月 22 日，中国工程院院士、全超导托卡马克核聚变实验装置牵头人李建刚在 " 墨子沙龙 " 作主旨演讲。

图片来源：《流浪地球 2》宣传海报

随着人类对能源的需求越来越大，化石能源在未来两三百年可能面临消耗殆尽。

当化石能源枯竭，未来如何维持？人类的终极能源是什么？" 国际能源署曾组织全世界 3000 个科学家为之讨论了 3 年，我也是其中之一，最后大家得出一个结论：人类的终极能源 =80% 核聚变 +20% 可再生。" 李建刚说。

为何是核聚变而不是核裂变？核裂变的原料铀、钍、钚三类元素在自然界中含量极少，仅澳大利亚、哈萨克斯坦、加拿大、俄罗斯储量较多。核裂变时产生的各种射线会对人体产生伤害，放射性物质对周围环境也会造成污染。

" 星际旅行也要依靠核聚变才能实现。" 李建刚介绍了核聚变的几大优势：首先，原料储量大。氘 - 氚聚变反应被认为相对容易实现，海水中蕴藏了约 40 万亿吨的氘，可用一百亿年。其次，氘 - 氚聚变反应的产物，无排放无污染，对环境是友好的。第三，核聚变反应具有 " 固有安全性 "。" 所谓固有安全性，意味着它什么时候都是安全的，就算发生事故，随时都可以停下来。"

另据新华社，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。

这是实验成功后的全超导托卡马克核聚变实验装置（east）控制大厅（4 月 12 日摄）。新华社记者 黄博涵 摄

" 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说，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。"