2026年伊始,中国“人造太阳”EAST(全超导托卡马克核聚变实验装置)传出的消息震动了国际能源与科学界:中国科研团队不仅从理论上阐明了困扰聚变研究数十年的等离子体“密度极限”之谜,更在实验中成功突破了这一极限,首次证实并进入了稳定的“密度自由区”。这项发表于《科学进展》期刊的突破,绝非简单的参数刷新,它从物理原理上为实现聚变点火——即能量产出大于投入的自持燃烧状态——开辟了一条全新的、可工程化的实践路径,标志着人类追寻终极能源的征程,迈过了又一个决定性的里程碑。

可控核聚变
一、理论与实验的双重革命:揭开“密度极限”的物理黑箱
可控核聚变被誉为“人类终极能源”,其原理是模仿太阳,让氢的同位素在极端高温高压下融合并释放巨大能量。然而,在地球上建造“太阳”,需要将燃料加热到上亿摄氏度,形成等离子体,并用强大的磁场将其约束在“磁笼”中。长期以来,托卡马克装置中的等离子体密度存在一个经验性的上限,一旦超过,就会引发等离子体整体破裂,能量瞬间轰击装置内壁,威胁安全。这个“密度极限”如同一个紧箍咒,而聚变反应功率恰恰与密度的平方成正比。因此,不打破密度限制,聚变堆的经济性就无从谈起。
此次中国团队取得的颠覆性进展,在于同时完成了“认识世界”和“改造世界”两步跨越。首先,在认识上,团队发展了 “边界等离子体与壁相互作用自组织(PWSO)”理论模型,精准地揭示了密度极限的触发机制:主要源于装置边界杂质引发的辐射不稳定性。这相当于解开了物理黑箱,将模糊的经验法则转化为清晰的科学图像。

可控核聚变
其次,在改造上,基于该理论指导,研究团队在EAST装置上采取协同控制手段,如利用电子回旋共振加热和预充气协同启动,有效减少了边界杂质,最终成功引导等离子体平稳突破传统极限,进入了理论预测的“密度自由区”。实验与理论预测高度吻合,这在国际上尚属首次。它不仅仅意味着一个数字纪录,更意味着人类首次掌握了主动规避、乃至利用这一极限的方法,为未来聚变堆设计提供了至关重要的新物理基础和运行方案。

可控核聚变
二、大国能源战略的支点:从科学引领到工程集群的体系化优势
这项突破并非孤立事件,它是中国在核聚变领域持续投入、系统布局所孕育的必然成果。纵观全球能源博弈,谁能掌握未来能源的源头技术,谁就握有下一个文明时代的战略主动权。核聚变因其燃料近乎无限(取自海水)、清洁安全、能量密度极高等颠覆性优势,成为大国竞相角逐的战略制高点。
中国已在此赛道建立起全球罕见的体系化优势。在安徽合肥的“科学岛”,一个世界级的核聚变研究装置集群已然成型,呈现“三箭齐发”之势:

可控核聚变
1. EAST:作为先锋实验装置,持续挑战物理极限,刚刚创下1亿摄氏度1066秒运行的世界纪录,如今又在基础物理层面取得关键突破。
2. CRAFT(“夸父”):作为聚变堆主机关键系统综合研究设施,专注于攻克诸如耐受极端等离子体轰击的钨铜复合材料等工程与技术难题,旨在填补科学与商用堆之间漫长的工程空白。
3. BEST:下一代紧凑型聚变能实验装置,已启动总装,探索更高效、更经济的聚变能利用新途径。
这种从前沿物理(EAST)到核心工程(CRAFT)再到未来技术(BEST)的闭环布局,体现了新型举国体制的战略纵深。它避免了单点突破的局限性,通过国家实验室、科研机构、高校和企业的协同,实现了从“跟跑”到“并跑”乃至在若干方向“领跑”的跨越。此次密度极限的突破,正是这一强大体系在基础研究尖端领域产出重大原创性成果的明证。

人造太阳
三、资本与产业的提前共振:一场关于未来价值的集体押注
历史经验表明,足以改变人类社会的根本性技术突破,必然伴随资本的前瞻性布局和产业生态的萌芽。核聚变虽远期商用,但其巨大的预期价值已引发资本市场的剧烈共振。中国的核聚变赛道正涌动着前所未有的投资热潮。
据统计,国内核聚变赛道已发生19笔公开投资,12家公司获投,总融资规模估计高达147亿元人民币。投资格局呈现出鲜明的“国家队领航、产业资本与风险投资并进”的特征:
· 国家队重装投入:重组后的中国聚变能源有限公司一举获得114.92亿元融资,股东包括中核集团、中国石油昆仑资本等巨头;中国科学院合肥物质科学研究院成果转化平台——聚变新能(安徽)有限公司,注册资本更是达到145亿元。这体现了国家意志对聚变能源商业化落地的战略支撑。
· 民营资本与VC敏锐卡位:作为国内首家聚变商业公司,能量奇点已累计融资近8亿元,投资方包括米哈游、蔚来资本等;星环聚能等创业公司也获得数亿元融资。这些资本不仅看好远期能源革命,也看重聚变研发过程中催生的超导、高温材料、高端制造等衍生技术带来的中期产业价值。

可控核聚变
更为深刻的是,一个以聚变研发为牵引的新型产业生态链正在中国形成。以上海电气为代表的高端装备制造商,已深度嵌入国家聚变工程链,能够制造托卡马克全套核心结构件,并向各类聚变企业供应关键设备。这种“卖铲子”的模式,使得即便在聚变发电实现之前,相关产业已能通过技术转化获得现实回报,形成了可持续的研发推动力。
哲学层面的思考:人类对聚变能的追寻,本质上是试图将宇宙间最基础的能量生成方式——恒星的核心机制——置于文明的掌控之下。这不仅是技术的挑战,更是一次从“必然王国”向“自由王国”的哲学性飞跃。每一次如突破密度极限这样的基础原理的澄清,都是人类理性之光对自然法则更深一度的穿透,它象征着在能源领域,人类正从被动适应自然资源的有限性,转向主动创造能源的无限可能。

可控核聚变
总结
综上所述,中国EAST装置在突破等离子体密度极限上取得的成就,是一场集基础物理原创发现、大国战略工程能力、资本市场前瞻预见于一体的综合性胜利。它不仅仅是一个实验室的捷报,更是一个强烈的信号:在通往“终极能源”的漫长道路上,中国已经从一个重要的参与者,转变为一个有能力开辟新路径的引领者之一。
这条新路径,缩短了理论与工程的距离,增强了实现聚变点火的现实信心,并正在吸引全球最聪明的头脑和最庞大的资本,共同加速一个无限能源时代的到来。这场由科学突破点燃的星星之火,终将燎原,照亮人类可持续发展的未来。
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