中國「人造太陽」新突破　兩大核心磁體全國產化　綜合性能達國際領先水平

（香港文匯報記者 劉凝哲 北京報道）中國「人造太陽」——國家重大科技基礎設施「聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）」27日取得最新進展。中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所公布的消息顯示，CRAFT最大的超導部件——環向場磁體完成最後製備工藝，並通過專家驗收。同時，高溫超導中心螺管線圈磁體也完成滿工況參數測試。核心技術實現100%國產化，綜合性能達到國際領先水平。

環向場（Toroidal Field，TF）磁體是聚變堆最重要的部件之一，承擔着在聚變反應堆運行壽命周期中對高溫等離子體進行約束的作用。聚變堆超大型超導磁體須在極低溫、大電流、強輻射、高應力等極端條件下，穩定可靠運行60年。中國「人造太陽」 的TF磁體體積是國際熱核聚變堆ITER TF磁體的1.3倍，儲能為ITER TF磁體的3倍，是目前世界上最大的聚變堆超導磁體，各項性能指標達到國際領先水平。

TF磁體項目申請授權專利47項

據介紹，TF磁體運行電流98千安， 總儲能120吉焦，16個TF磁體在裝置等離子體中心磁場6.5特斯拉，磁體最高磁場14.5特斯拉。單個TF磁體尺寸為21米（長）×12米（寬）× 3.3米（高），重量達582.4噸。這一項目歷時6年，經過設計、預研、研製、測試等一系列關鍵環節，最終實現100%國產化。項目申請授權專利47項，制定標準25項。

項目團隊攻克十餘項技術難題

「這一成果標誌着中國已全面掌握聚變堆核心磁體設計及研製技術，中國成為全球具備百千安級大型超導磁體全流程自主研製能力的國家。」中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所發布的消息指出。瞄準未來聚變堆運行工況，項目團隊堅持自主創新，採用混合繞組創新設計，攻克了低阻超導接頭、低溫絕緣、失超保護、大電流電源等十餘項關鍵技術難題，研製出新型高性能超導線、高強度低溫不銹鋼、高強度絕緣材料，突破了超大尺寸磁體線圈高精度繞製與真空壓力浸漬工藝瓶頸，發展了大型鈮三錫超導磁體熱處理技術，實現了全系統從設計分析到製備、測試的全國產化，各項指標均優於設計要求。

多家優勢企業參與 聯合攻關

此外，在項目實施過程中，國內多家優勢企業深度參與，形成了覆蓋關鍵材料、核心部件、製造工藝和系統集成的協同攻關體系，圍繞高性能超導材料、特種結構件、高精度製造和加工等多個核心環節聯合攻關，有力支撐了這一重大裝備的自主化研製，也帶動了中國聚變工程高端裝備製造能力和產業配套能力的整體提升，為下一步聚變堆建設奠定了堅實基礎。

「十五五」核聚變技術轉向工程化產業化

核聚變能的基本原理與太陽的能量來源相同，因此被稱為「人造太陽」。在國家「十五五」規劃綱要中，核聚變能被列入未來產業重點方向之一；可控核聚變研究，被列入未來五年的八大前沿科技攻關項目之一。這些重大布局顯示出中國對核聚變技術的高度重視，業界認為，「十五五」時期正是中國聚變技術從科學實驗全面轉向工程化、產業化的戰略關鍵期。

核聚變能被認為是未來最理想的能源。按照目前主流的核聚變實驗路徑，一升海水中提取的氘通過聚變反應產生的能量，相當於300升汽油產生的能量，且幾乎不產生放射性強的核廢料，也沒有碳排放。當前，全球可控核聚變產業已進入政策、資本、技術三重共振的加速期，美國等國家已明確將發展核聚變能上升為國家戰略。

中核集團聚變領域首席科學家段旭如在接受內地媒體採訪時表示，當下中國核聚變的研究水平跟歐美、日本處於第一方陣，其中部分技術領先。近些年，中國在裝置高參數運行、長脈衝放電控制、射頻負離子源中性束加熱、堆芯內部件研製、聚變堆主機裝配等方面的技術水平均步入國際前列。

將打通從「實驗堆」到「商業堆」

據了解，為推動核聚變技術從實驗室走向產業化，全國多地正加快構建產業平台，打造核聚變產業生態。在成都，正在建設的聚變科創城及配套核聚變技術研發基地，將打造國內領先的聚變產業中試服務平台，加快核聚變技術成果從實驗室向商業化應用轉化。在合肥，依託大科學裝置的牽引帶動，合肥核聚變產業加速集聚，目前，在合肥核聚變產業鏈的相關企業已經超過200家，衍生出等離子體診斷、太赫茲激光等一批新產業。

當前，中國已構建起從基礎研究、關鍵技術攻關到工程化驗證的全鏈條創新體系。業界認為，隨着「十五五」期間關鍵核心技術攻關的持續深化，中國可控核聚變產業將進一步打通從「實驗堆」到「示範堆」再到「商業堆」的發展路徑。