在全球能源需求持續攀升、環境壓力不斷加劇的背景下,清潔可持續能源的開發已成為各國科技競爭的核心領域。核聚變技術因模仿太陽內部能量釋放機制,被視為破解能源危機的關鍵路徑。其核心原理是通過高溫高壓環境使氫同位素(氘、氚)發生核聚變反應,釋放出遠超傳統能源的能量,且幾乎不產生溫室氣體或長壽命放射性廢物。然而,這一技術長期面臨極端條件制造、等離子體穩定性控制等難題,全球科研機構歷經數十年攻關仍未實現商業化突破。
中國科研團隊在核聚變領域取得重大進展。2025年10月,基于托卡馬克(Tokamak)技術的“東方超環”(EAST)裝置成功實現1.5億攝氏度高溫等離子體持續運行5分鐘,創下全球核聚變實驗新紀錄。該裝置通過超導磁場構建環形約束場,有效解決了高溫等離子體難以穩定控制的技術瓶頸。實驗數據顯示,此次突破使聚變反應能量輸出效率顯著提升,為后續商用裝置設計提供了關鍵參數。
核聚變技術的商業化應用仍需跨越多重障礙。首要挑戰在于提升反應效率與穩定性,當前實驗裝置的能量增益系數(Q值)仍遠低于商用需求。其次,超導磁體、真空室等核心部件的制造成本高昂,導致單臺裝置投資達數十億美元。長期運行中的材料輻照損傷、氚自持循環等技術問題尚未完全解決。國際能源署(IEA)報告指出,全球需持續投入研發資源,預計至2040年方可能實現首個商用聚變堆并網發電。
中國在核聚變領域的突破具有多重戰略意義。技術層面,EAST裝置積累的等離子體控制經驗已通過國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃向全球共享,推動構建人類命運共同體。產業層面,相關超導材料、低溫系統等產業鏈環節實現自主可控,帶動高端裝備制造業升級。環境層面,若聚變能全面替代化石能源,每年可減少120億噸二氧化碳排放,為《巴黎協定》目標實現提供關鍵支撐。
國際社會對中國核聚變進展給予高度評價。歐盟核聚變研究中心主任指出,中國實驗數據為ITER裝置調試提供了重要參考;美國能源部聚變能科學辦公室認為,這標志著全球聚變研究進入“工程可行性驗證”新階段。目前,中法聯合設計的中國聚變工程實驗堆(CFETR)已進入工程設計階段,計劃2035年建成,屆時將實現聚變能持續輸出與氚自持循環。
全球能源轉型正進入關鍵窗口期。國際可再生能源機構(IRENA)預測,到2050年,聚變能可能占全球電力供應的10%-15%,與風能、太陽能形成互補格局。中國科學家表示,下一步將聚焦提高等離子體約束時間與能量增益,同時探索模塊化小型聚變裝置技術路線。隨著材料科學、人工智能等交叉領域的發展,核聚變商業化進程有望進一步加速。










