【文/觀察者網(wǎng) 張菁娟】“數(shù)十年來(lái)，美國(guó)在核聚變領(lǐng)域一直處于領(lǐng)先地位?，F(xiàn)在，中國(guó)有望贏得這場(chǎng)競(jìng)賽?！泵绹?guó)有線電視新聞網(wǎng)（CNN）9月19日發(fā)文渲染中美間的高科技競(jìng)爭(zhēng)。

文章稱，新的核聚變公司在中國(guó)如雨后春筍般涌現(xiàn)，中國(guó)在核聚變領(lǐng)域的投入也超過(guò)美國(guó)，這令美國(guó)公司和行業(yè)專家愈發(fā)擔(dān)心，美國(guó)在清潔能源方面正在逐漸喪失在該領(lǐng)域的早期領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)。

核聚變技術(shù)指的是氫同位素氘和氚在極高溫條件下發(fā)生聚變并釋放能量。在地球上，核聚變的原料儲(chǔ)量極其豐富，幾十年來(lái)，這種技術(shù)一直被認(rèn)為有潛力提供大量無(wú)排放電力，且不會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期放射性核廢料。

近年，多國(guó)可控核聚變逐步從實(shí)驗(yàn)堆邁入工程堆階段。不過(guò)，迄今為止開發(fā)出來(lái)的機(jī)器所產(chǎn)生的能量?jī)H勉強(qiáng)夠燒開一壺水。

美國(guó)能源部聚變能源科學(xué)辦公室負(fù)責(zé)人阿蘭（Jean Paul Allain）告訴CNN，中國(guó)政府正大力支持該領(lǐng)域，估計(jì)每年在核聚變上投入10億至15億美元。相比之下，拜登政府每年的投入僅為8億美元左右。

“對(duì)我來(lái)說(shuō)，比開支更重要的是他們做這件事的速度有多快?！卑⑻m說(shuō)。

文章指出，美國(guó)自20世紀(jì)50年代初便開始解密核聚變能源研究，但起步較晚的中國(guó)近年來(lái)加快步伐趕超?！度战?jīng)新聞》發(fā)布的行業(yè)數(shù)據(jù)顯示，自2015年以來(lái)，中國(guó)的核聚變專利數(shù)量激增，目前已超過(guò)其他任何國(guó)家。

文章稱，上海初創(chuàng)企業(yè)能量奇點(diǎn)能源科技有限公司（下稱“能量奇點(diǎn)”）只是中國(guó)飛速發(fā)展的一個(gè)例子。

成立于2021年的能量奇點(diǎn)僅用3年的時(shí)間，就設(shè)計(jì)、研發(fā)和建造了洪荒70裝置，成功實(shí)現(xiàn)等離子體放電。這是全球首臺(tái)全高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置，也是全球首臺(tái)由商業(yè)公司研發(fā)建設(shè)的超導(dǎo)托卡馬克裝置，創(chuàng)造了全球超導(dǎo)托卡馬克裝置研發(fā)建造的最快紀(jì)錄。洪荒70具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，國(guó)產(chǎn)化率超過(guò)96%，其全部磁體系統(tǒng)均采用高溫超導(dǎo)材料加工建造，凸顯了中國(guó)核電技術(shù)的“長(zhǎng)期積累”。

洪荒70成功放電 視頻截圖

托卡馬克裝置是一種高度復(fù)雜的環(huán)形機(jī)器，該裝置采用高溫超導(dǎo)（HTS）材料來(lái)包裹被加熱至太陽(yáng)表面溫度以上的同位素等離子體，有望成為核聚變發(fā)電廠的核心設(shè)備。

文章稱，對(duì)于一家研究世界上最難物理學(xué)難題之一的新興公司來(lái)說(shuō)，能量奇點(diǎn)對(duì)未來(lái)非常樂(lè)觀，這種樂(lè)觀源于它的底氣。據(jù)聯(lián)合創(chuàng)始人楊釗透露，該公司迄今已獲得約1.1億美元（折合人民幣約為7.8億元）的資金支持。此外，該公司研發(fā)的洪荒70裝置還采用了高溫超導(dǎo)磁體，為全球首例。

未來(lái)，能量奇點(diǎn)將投入研發(fā)下一代強(qiáng)磁場(chǎng)高溫超導(dǎo)托卡馬克裝置——洪荒170。該裝置以實(shí)現(xiàn)氘氚等效能量增益（Q）大于10為目標(biāo)。該公司的目標(biāo)是在2027年完成洪荒170裝置建設(shè)。屆時(shí)，洪荒170將會(huì)是全世界尺寸最小、成本最低的能夠?qū)崿F(xiàn)10倍能量增益的托卡馬克裝置。

美國(guó)核聚變工業(yè)協(xié)會(huì)（FIA）首席執(zhí)行官霍蘭德（Andrew Holland）說(shuō)，相比之下，美國(guó)的托卡馬克裝置已經(jīng)老化，需要依靠日本、歐洲和英國(guó)的機(jī)器來(lái)推進(jìn)研究。

霍蘭德表示，中國(guó)正在建設(shè)一個(gè)耗資5.7億美元的聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施園區(qū)，預(yù)計(jì)2025年完工。

“我們沒(méi)有類似的園區(qū)。美國(guó)普林斯頓等離子體物理國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（PPPL）已經(jīng)對(duì)其托卡馬克進(jìn)行了10年的升級(jí)改造。美國(guó)另一個(gè)運(yùn)行中的DIII-D托卡馬克也已經(jīng)有30年的歷史。”他強(qiáng)調(diào)，美國(guó)國(guó)家實(shí)驗(yàn)室壓根沒(méi)有現(xiàn)代化的核聚變?cè)O(shè)施。

位于安徽合肥的聚變堆主機(jī)關(guān)鍵系統(tǒng)綜合研究設(shè)施園區(qū)效果圖 “廬陽(yáng)發(fā)布”微信公眾號(hào)

文章認(rèn)為，隨著中國(guó)在科研方面的投入，托卡馬克概念也在迅速發(fā)展。中科院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所有“人造太陽(yáng)”之稱的全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST）實(shí)現(xiàn)1056秒的長(zhǎng)脈沖高參數(shù)等離子體運(yùn)行，這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運(yùn)行的最長(zhǎng)時(shí)間。有消息人士透露，測(cè)試的溫度是7000萬(wàn)攝氏度。

英國(guó)原子能機(jī)構(gòu)的馬斯洛夫（Mikhail Maslov）稱，這是一個(gè)“重要的里程碑”。

近年來(lái)，中國(guó)在核聚變領(lǐng)域捷報(bào)頻傳，但也面臨著一些挑戰(zhàn)。中核集團(tuán)首席科學(xué)家劉永在廣西南寧“核能創(chuàng)新·低碳未來(lái)”論壇上指出，核聚變堆面臨三大技術(shù)挑戰(zhàn)：一是燃燒等離子體問(wèn)題，二是抗輻照材料問(wèn)題，三是氚增殖與自持循環(huán)問(wèn)題。他認(rèn)為，可控核聚變?nèi)匀挥写罅考夹g(shù)難關(guān)需要攻克。

劉永表示，在應(yīng)對(duì)三大挑戰(zhàn)上，國(guó)內(nèi)外都在積極地籌劃下一步的發(fā)展，有些進(jìn)展還是比較大的。對(duì)于這些挑戰(zhàn)的應(yīng)對(duì)，各個(gè)國(guó)家政府的態(tài)度都是比較理性的，基本上鎖定在2050年達(dá)成目標(biāo)。

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