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刚刚过去的六月,合肥可控核聚变领域有三件事值得关注:
12日,星能玄光宣布完成A系列两轮融资,总金额5亿元;
27日,“人造太阳”两款自主研制的核聚变堆使用的超导磁体,分别完成技术验收和满工况参数测试;
30日,星核聚变宣布完成首轮8.3亿元融资,24家机构联合押注,刷新国内商业核聚变首轮融资纪录。
对合肥科学岛上的“人造太阳”项目,很多人都熟悉了,它一直在刷新进度条,每成功迈出一步,往往都是一项新的世界纪录。
对两家“星”企业,大部分人还比较陌生,以为是岛上的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)沿途下的“蛋”,其实并不是。
星核聚变、星能玄光分别代表的是另外两条磁约束聚变技术路线——仿星器、场反位形(FRC)。而在合肥,还有一家深耕托卡马克的企业叫聚变新能。
三家商业聚变企业扎根合肥,三条技术路线“同台竞技”。这背后,蕴藏着合肥推进聚变能产业创新的底层逻辑:坚持多条磁约束聚变技术路线协同布局、并行攻关,有效规避单一技术路径风险。
“目前,合肥已构建托卡马克为主导、仿星器为补充、场反位形(FRC)差异化突破的多元产业发展格局。”市发改委有关负责同志表示。
三条技术路线究竟有何不同?介绍之前,先科普一下可控核聚变原理。
太阳之所以发光发热,是因为其核心在极高的温度和压力下,将氢原子核“揉”在一起,聚合成氦原子核,并在此过程中释放出巨大能量。由于模拟太阳内部这种释放能量的机制,可控核聚变被形象地称为“人造太阳”。它的主要燃料之一——氘可从海水中提取,资源丰富,技术一旦取得突破,有望为人类提供持续稳定的清洁能源。
不过,要想在地球上复制这种能量释放过程,难度极大:需要把燃料加热到上亿摄氏度,让物质变成一种由大量带电粒子组成的特殊状态,叫作“等离子体”。但是任何固体材料都无法通过直接接触来长期承受这种高温。怎么办?科学家想出了各种妙招,一种常见思路是让这团“火球”悬浮在空中,不碰壁、不熄灭。
几十年来,主流的方法是用强大的磁场把等离子体“托”起来,像一个无形的笼子把它稳稳包住。这种聚变方式被称为磁约束聚变,当下合肥集聚的托卡马克、仿星器、场反位形(FRC)三条路线,全部归属磁约束聚变范畴,但磁场结构、装置形态、运行逻辑各有优劣,分别对应聚变产业化不同阶段的发展需求。
托卡马克:成熟主流路线,合肥产业核心支柱
托卡马克是全球技术成熟度最高、工程验证最充分的聚变路线,也是安徽“实验堆—工程堆—商业堆”三步走战略核心载体,合肥集聚大科学装置、链主企业、完整配套产业链,形成全国领先发展优势。
依托中国科学院合肥物质研究院等离子体所建成全超导托卡马克EAST(东方超环),2025年1月实现亿度千秒稳态长脉冲高约束等离子体运行,创下当时全球同类装置运行时长纪录,充分验证稳态聚变运行可行性;聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)加快收尾,将为超导磁体、偏滤器等核心部件提供全链条工程验证平台;紧凑型聚变能实验装置BEST全面进入总装阶段,由聚变新能作为唯一市场化实施主体,力争2027年底建成、2030年实现全球首次聚变演示发电。
仿星器:稳态安全路线,补齐产业赛道短板
仿星器依托外部三维磁场约束等离子体,无需依赖等离子体环向大电流,具备稳态运行潜力高、破裂风险低等优势,是国际公认与托卡马克并行发展的两大磁约束聚变技术路线之一。2025年,合肥完成仿星器产业布局,进一步完善聚变技术路线布局,商业化潜力持续释放。
星核聚变核心团队长期深耕仿星器优化设计、超导磁体工程等核心技术,对标德国W7-X仿星器,聚焦先进仿星器装置研发,以低成本、短周期验证关键物理与工程技术,加速先进仿星器工程化和产业化进程。
场反位形(FRC):轻量化前沿路线,合肥抢占国内先发优势
场反位形属于直线性磁约束路线,装置结构紧凑、迭代速度快、建造成本更低,是全球创业企业重点布局前沿路径,合肥依托中国科大原创科研基础,实现国内FRC技术先发领跑。
星能玄光是国内FRC路线标杆企业,依托中国科大串列磁镜KMAX十余年实验积累,独创以FRC为核心的三重约束复合技术,通过场反位形、磁镜、电势垒协同提升等离子体约束效率,首台稳态场反聚变实验装置FLAME成功实现等离子体放电,完成国内先进FRC路线原理验证,,并分两个五年计划稳步推进FRC聚变商业堆建设。同时开启压缩场反X系列装置的建设、验证,进一步加速FRC聚变商业化。合肥聚合聚变公司也在积极布局FRC路线,已正式完成数亿元天使轮融资。
在商业聚变赛道上,三条路线谁跑得更快,靠的是真本事。合肥的态度是,对各类技术路线保持开放支持,以长远眼光接纳技术探索的多种可能。
竞争之中也暗藏协同,多条技术路线同步试错、互补短板,也将在合肥构筑起抗风险能力更强、转化路径更丰富的聚变产业创新高地。
机构认为,短期来看,市场聚焦有望向半年报业绩验证倾斜。
把重大科技基础设施集群建设作为增强科技创新策源功能的关键抓手。
能量奇点正加紧研发“洪荒170”。
FLAME装置像一根高效的“能量法棍”,走的是“场反位形”聚变路径,成本仅需十分之一,就能造出一个“小太阳”。
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