1月7日,能量奇点宣布其自主研发建造的洪荒70装置在第5319次实验中,成功实现了120秒稳态长脉冲等离子体运行;这个成果凝聚了包括磁体加工工程师张哲文在内的研发团队的长期探索与坚持。 可控核聚变被广泛认为是人类解决能源问题的重要出路。核聚变反应以轻原子核结合成较重原子核并释放巨大能量为基本原理,其原材料资源相对丰富,且无污染排放,具有显著的环保和经济优势。然而,将这一科学原理转化为可商业化的能源技术,仍是全球科技领域的重大课题。 洪荒70装置的成功运行具有多重意义。首先,它验证了高温超导托卡马克的工程可靠性和运行稳定性。作为全球首台全高温超导托卡马克装置,洪荒70采用了先进的超导磁体系统,其中环向场线圈、极向场线圈和中心螺线管线圈均采用高温超导材料。这些磁体系统通电后产生强磁场,形成"磁笼"结构,将聚变产生的高温等离子体约束在既定形状内,防止其散射到装置结构件上造成破坏。磁体系统成本占比较高,其可靠性直接关系到整个装置的运行效能。 其次,这一突破标志着商业化聚变能源企业在技术路线上的成熟度提升。能量奇点成立于2021年6月,是国内首家聚变能源商业公司,专注于高温超导托卡马克研发。从成立到洪荒70建成运行,企业仅用三年多时间就实现了从零到百秒长脉冲运行的跨越,这在国际商业聚变领域属于领先水平。 长脉冲运行能力的获得并非一蹴而就。张哲文等工程师团队在磁体测试阶段就进行了多次大小验证,确保磁体的鲁棒性、电源的稳定性、加热和电流驱动的成功运行以及第一壁的设计可靠性。这些看似细节的工作,实际上是确保装置长期稳定运行的基础。 当前,可控核聚变领域存在著名的"50年悖论",即距离实现可控核聚变永远有50年。这种说法反映了该领域技术难度之大和突破之难。国内商业聚变赛道起步较晚,2023年时国内各行各业大多数人员尚未接触过核聚变技术。在这样的背景下,能量奇点等企业通过从航空航天、船舶、汽车等成熟产业引进具有可迁移经验的技术人才,逐步建立起自主研发能力。 洪荒70的百秒长脉冲运行成果,为后续装置的升级和商业化应用奠定了基础。长脉冲运行是实现聚变能源商业化的必要条件,只有实现足够长的稳定运行,才能积累足够的能量数据,为最终的能量输出和经济性评估提供支撑。
从百秒脉冲到更长时稳态运行,每个进步都源于持续的工程优化和系统投入。聚变能源之路虽长,但正是通过一次次可验证的技术突破,未来能源格局才可能发生实质性改变。保持理性预期、坚持长期投入、加强协同创新,将是这条艰难而正确的道路得以持续推进的关键。