在核聚變研究領域,上海臨港新片區近日取得了一項具有里程碑意義的進展。能量奇點能源科技(上海)有限公司自主研發的全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置“洪荒70”,成功實現了1337秒的穩態長脈沖等離子體運行,這一成就使其成為全球唯一在商業核聚變領域實現千秒級長脈沖運行的企業,遠超此前商業公司百秒級的運行水平,為核聚變的商業化進程按下了加速鍵。
核聚變因其模仿太陽的熱核反應原理,被科學家譽為“人造太陽”。其燃料氘和氚可從海水中大量提取,且聚變產物無放射性,被認為是解決人類能源和碳排放問題的終極方案。托卡馬克裝置是實現磁約束核聚變的核心設備,而“洪荒70”則通過高溫超導材料制成的線圈形成強大穩定的磁場,構建了一個無形的“磁籠”,將超高溫聚變燃料約束在真空腔體中央,避免了燃料與裝置內壁接觸導致的損耗。
目前,全球已建成超過百臺托卡馬克裝置,但正在運行的全超導裝置僅有四臺,其中三臺采用上一代低溫超導材料。“洪荒70”是唯一一臺全高溫超導材質的設備。高溫超導材料具有高臨界溫度、高臨界磁場和高載流能力等優勢,能夠將聚變堆的體積縮小至傳統裝置的幾十分之一,從而大幅加快商業化進程。此次千秒級運行不僅回應了行業對高溫超導材料的質疑,更證明了該技術路線在聚變裝置上的工程可行性和穩定性。
值得一提的是,“洪荒70”的國產化率接近96%,擁有完全自主知識產權。從整體設計到磁體、控制算法等核心環節,均由能量奇點團隊自主完成。其真空室、冷屏等關鍵設備由臨港本地的上海電氣核電集團提供,超導磁體材料則來自上海超導科技。臨港的產業鏈優勢為突破國外技術封鎖奠定了基礎。截至突破千秒級運行前,“洪荒70”已進行了5755次實驗,AI等離子體反饋控制技術的應用實現了對等離子體參數的毫秒級精準調控,進一步提升了裝置運行的穩定性。
這一技術突破的背后,是一支年輕的科研團隊。能量奇點創始人、CEO楊釗是一位32歲的90后科學家,擁有北京大學物理系本科和斯坦福大學理論物理博士學位。2021年,他創立了我國首家聚變能源商業公司。目前,技術攻關團隊約有150人,其中博士占比13%,碩士占比24%,平均年齡不到35歲。這支年輕隊伍創下了全球超導托卡馬克裝置研發建造的最快紀錄。
“洪荒70”項目于2022年3月正式啟動,2024年3月在臨港完成建設,同年6月實現首次等離子體放電。盡管當時運行時間不足1秒,但驗證了裝置所有子系統的基礎可行性。為實現長脈沖運行,團隊隨即啟動二期升級,完成了耐熱輻射第一壁部件、電流驅動與加熱系統、診斷與控制算法三大關鍵系統的優化,使裝置脈沖時長從1秒逐步提升至100秒、300秒,直至2026年2月突破1337秒。
在楊釗看來,千秒級突破是對團隊全系統能力的綜合檢驗,但核聚變商業化仍面臨諸多挑戰,如等離子體精準控制、能量凈增益、耐輻照材料等。Q值是衡量核聚變能量增益的核心指標,輸出與輸入能量持平為Q=1,而Q>10才具有商業價值。目前,能量奇點正對“洪荒70”進行算法與設備升級,同時啟動下一代裝置“洪荒170”的設計,計劃2028年建成,核心目標是實現Q>2的高能量增益。
臨港新片區正全力打造核聚變產業生態,除能量奇點外,還落地了諾瓦聚變等企業,同時引入高溫超導材料、電源系統等上下游企業完善全產業鏈。楊釗表示,若一切順利,10年內人類或將迎來可控核聚變發出的第一度電。這群中國青年正以技術攻堅,將“人造太陽”的科幻愿景一步步變為現實。








