安徽合肥科學城內,一座承載人類能源革命夢想的超級裝置迎來關鍵節點——中國新一代核聚變實驗裝置BEST完成杜瓦底座吊裝,正式進入主機組裝階段。這座重達400噸、精度達毫米級的"鋼鐵心臟",將托起6000噸級核心部件,為中國2030年實現核聚變發電驗證鋪就最后一段里程。
作為全球首個緊湊型全超導托卡馬克裝置,BEST的突破性設計令人矚目。其杜瓦結構堪稱"冰火雙絕":內層承受1億攝氏度等離子體炙烤,外層維持-269℃超導磁體低溫,真空隔熱層精度達到世界領先水平。球形環結構使裝置體積縮減30%,能耗降低45%,模塊化設計更讓迭代速度提升一倍。燃料系統創新解決"卡脖子"難題:氘元素直接從海水中提取,每升海水含30毫克可用資源;氚元素通過鋰包層中子轟擊技術實現自給,徹底擺脫進口依賴。
支撐BEST的,是中國核聚變領域形成的"三級火箭"技術體系。2025年初,合肥EAST裝置創造1億攝氏度運行1066秒的世界紀錄,驗證了聚變電站的工程可行性;同年3月,成都環流三號實現原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的"雙億度"突破;江西南昌的"星火一號"混合堆計劃2030年并網發電,設計能量增益Q值超過30,遠超國際熱核聚變實驗堆(ITER)目標。軍民融合戰略催生完整產業鏈,聯創光電等企業已實現超導材料批量生產,中核集團主導的磁體系統成本降低60%。
國際聚變競賽呈現"中國領跑、美歐追趕"的格局。美國Helion能源公司雖宣稱2028年實現核聚變供電,但其裝置能量增益Q值尚未突破1的盈虧平衡點。法國ITER項目因技術復雜性和預算超支,推遲至2036年后運行,喪失先發優勢。中國獨創的"國家隊+民企"雙軌模式成效顯著:合肥聚變產業集群聚集60余家上下游企業,覆蓋超導材料、真空室、電源系統等全鏈條,項目推進速度較國際同行快3-5年。日本"JT-60SA"和俄羅斯"T-15MD"裝置雖加速升級,但在Q值目標和工程進度上已落后中國2-3個身位。
通往商業化之路仍橫亙著三座技術高峰。首當其沖的是材料抗輻照難題:14MeV高能中子對結構材料的損傷強度是裂變堆的20倍,液態金屬包層和納米晶合金等新型材料亟待突破。其次是氚循環系統,氚增殖比(TBR)需穩定維持在1.05以上,否則將導致燃料鏈斷裂。經濟性方面,100萬千瓦級混合堆建造成本約30億美元,需通過規模化生產將度電成本壓至0.07元,才能與傳統能源競爭。這些挑戰的解決,將使核聚變從實驗室走向千家萬戶——屆時,僅需150升海水即可滿足一個家庭全年用電,零碳電力將重塑全球能源版圖。











