中国测试重达582吨的核聚变反应堆核心部件

中国科学院等离子体物理研究所宣布，已完成两个超导磁体的测试——这是托卡马克聚变反应堆的关键部件，相关工作有望使中国在2030年前实现聚变能源的工业化发电，据globaltimes.cn报道。就在哈萨克斯坦还在为其首座采用传统裂变反应堆的核电站组建联合体并编制项目文件之际，亚洲最大的能源参与者之一已经在准备下一代技术。

要点简述

• 中国科学院等离子体物理研究所已完成聚变反应堆BEST的环向场超导磁体与中心螺线管的全参数测试。
• 环向场磁体是迄今建造的最大此类磁体：长21米，宽12米，重582吨，体积是国际ITER项目同类磁体的1.3倍，储能能力是其三倍。
• 该项目实现完全自主化——100%国产技术和材料，47项专利，25项行业标准；超导带材成本从每米400元降至100元。
• 根据中国路线图，BEST反应堆应在2027年底前建成，聚变发电约在2030年启动。

测试了什么

环向场超导磁体是一种D形结构，将由16个这样的线圈组成环，在等离子体中心产生6.5特斯拉的磁场。据等离子体物理研究所科研人员吴玉介绍，该磁体的任务是在真空室内约束温度达1亿度的等离子体，防止其接触器壁——如同一座“无形但极其坚固的磁笼”。同一天，另一个关键部件也通过了测试——高温超导中心螺线管线圈，研究员秦京刚将其比作汽车发动机的火花塞：正是它激发并维持等离子体电流，直接决定了反应堆能否点火并稳定运行。

工程难度何在

聚变反应堆磁体必须在零下268.95°C的温度下，在强电流、强辐射和显著机械载荷作用下可靠运行60年——这是对现代材料科学的极限考验。在铌锡超导体的热处理过程中，温度偏差仅几度就可能导致材料性能崩溃，而为超过10米的大型线圈保持炉内温度均匀本身就是一项前沿工程挑战。团队实现了内部接头电阻低至0.04纳欧——在100千安培电流范围内实际上零损耗，导体样品在4.2开尔文温度下承受了超过一千次电磁和热循环，性能仍优于设计指标。

通往聚变能源之路

此次突破建立在此前中国的纪录之上：实验性聚变反应堆EAST在高约束稳态模式下将1亿度等离子体维持了1066秒——这是22轮物理实验和16万轮测试的结果。作为国际ITER项目的关键参与方之一，中国承担了该项目超过9%的核心部件研制任务。根据国家三阶段路线图，BEST反应堆应在2027年底前建成，聚变发电约在2030年启动，下一步将是建设示范聚变电站，这有望成为全球首座同类电站。

为何对哈萨克斯坦重要

两个能源项目在规划周期上的差距具有指标性意义。哈萨克斯坦“巴尔喀什”核电站是采用VVER-1200反应堆的经典裂变方案，2029年浇筑第一罐混凝土，2035–2036年投入运营；该国甚至尚未解决未来机组冷却用冷却塔选型的问题。中国正在准备的聚变能源则承诺了一种根本不同的模式——没有长寿命放射性废物，而且至少在理论上对冷却水的需求更少，这对哈萨克斯坦等缺水国家至关重要。乍看之下差距对哈萨克斯坦不利——但两种技术解决的是同一个问题，只是路径不同、时间跨度不同，而聚变能源仍是一项昂贵且高风险的投资，其商业回报目前连中国自己都无法保证。

作者结论

据中国工程师自己承认，磁体测试成功约完成了总任务的80%：接下来是组装全尺寸反应堆并在极端条件下进行长期测试。对于刚刚进入首座工业核电站建设阶段的哈萨克斯坦来说，聚变能仍是下一个十年的技术——但正是这样的突破决定了，当哈萨克斯坦现有裂变反应堆走到寿命终点时，能源格局将会是什么样子。