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核聚變技術(shù)開啟“中國速度”

“人造太陽”重塑全球能源格局

【摘要】中國核聚變事業(yè)的發(fā)展,逐步從跟隨追趕走向自主創(chuàng)新,演進(jìn)路徑呈現(xiàn)出從“國家單一主導(dǎo)”到“國家與市場協(xié)同驅(qū)動(dòng)”的轉(zhuǎn)型升級(jí)范式。核聚變技術(shù)的成熟和應(yīng)用,不僅在于提供一種強(qiáng)大的零碳基荷電源,而且將重新定義全球能源格局。面對(duì)核聚變工程化進(jìn)程中的國際競爭與復(fù)雜挑戰(zhàn),中國核聚變事業(yè)的成功關(guān)鍵在于,構(gòu)建目標(biāo)清晰的系統(tǒng)協(xié)同、包容韌性的審慎監(jiān)管、著眼長遠(yuǎn)的耐心資本支持的治理生態(tài),以及在堅(jiān)持自主可控基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)開放引領(lǐng)的能力。

【關(guān)鍵詞】可控核聚變 清潔能源 全球能源治理

【中圖分類號(hào)】TL99 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

能源自主是國家發(fā)展的永恒命題。近年來,面對(duì)傳統(tǒng)能源存在的資源約束、安全隱患等問題,我國加速從能源大國向能源強(qiáng)國轉(zhuǎn)型攻堅(jiān)。可控核聚變技術(shù)及其裝置,因其模擬太陽產(chǎn)生能量的原理,也稱“人造太陽”,致力于實(shí)現(xiàn)安全、持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出,被譽(yù)為人類終極能源解決方案。《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)五年規(guī)劃的建議》提出:“前瞻布局未來產(chǎn)業(yè),探索多元技術(shù)路線、典型應(yīng)用場景、可行商業(yè)模式、市場監(jiān)管規(guī)則,推動(dòng)量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機(jī)接口、具身智能、第六代移動(dòng)通信等成為新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)。”①放眼全球,核聚變技術(shù)正從科學(xué)探索走向工程現(xiàn)實(shí),成為大國競逐未來能源主導(dǎo)權(quán)的制高點(diǎn)。

2025年,中國核聚變研究在高參數(shù)等離子體長時(shí)間約束方面迎來里程碑式突破:中國科學(xué)院等離子體物理所自主研制的全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克(EAST)裝置實(shí)現(xiàn)億度千秒級(jí)高約束模穩(wěn)態(tài)運(yùn)行;中核集團(tuán)牽頭研制的先進(jìn)磁約束核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“中國環(huán)流三號(hào)”(HL-3),創(chuàng)造離子溫度與電子溫度“雙過億”的世界紀(jì)錄。②然而,核聚變研發(fā)周期以數(shù)十年計(jì),需要巨大的耐心,其成功不僅依賴于物理原理的突破與成功應(yīng)對(duì)工程極限的挑戰(zhàn),更建基于國家的制度安排、資源動(dòng)員能力及與國際社會(huì)的互動(dòng)關(guān)系。

中國核聚變技術(shù)發(fā)展歷程

中國核聚變事業(yè)的發(fā)展,歷經(jīng)國際環(huán)境變遷、制度變革與創(chuàng)新主體擴(kuò)容,在國家戰(zhàn)略牽引下,逐步從線性追趕走向系統(tǒng)創(chuàng)新,演進(jìn)路徑呈現(xiàn)出從“國家單一主導(dǎo)”到“國家與市場協(xié)同驅(qū)動(dòng)”的轉(zhuǎn)型升級(jí)范式。

中國核聚變研究,起步于新中國成立后,我國致力于追求技術(shù)自主創(chuàng)新。1958年,在蘇聯(lián)成功研制T-1裝置的啟發(fā)下,我國核聚變研究從四川樂山艱難起步,隸屬于二機(jī)部(后為中核集團(tuán))的585所(西南物理研究院前身),開啟“環(huán)流”系列裝置的仿制之路。

自20世紀(jì)60年代以來,全世界熱核聚變研究形成兩大分支:一是磁約束聚變(MCF),主攻方向是托卡馬克向演示點(diǎn)火實(shí)驗(yàn)方向前進(jìn),另外還研究仿星器,反向場箍縮及磁鏡等裝置。另一平行研究分支是慣性約束聚變(ICF),主攻方向是激光聚變,以及輕、重離子束聚變及其他裝置。③

歷史賦予中國核聚變研究“兩條腿走路”的機(jī)會(huì)。1972年,陳春先主持研制的CT-6裝置正式建成并投入運(yùn)行,標(biāo)志著我國首臺(tái)托卡馬克裝置的成功誕生,開啟核聚變相關(guān)的基礎(chǔ)物理探索。1974年,地處合肥的安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所(以下簡稱“安徽光機(jī)所”)一室與受控站共同設(shè)計(jì),加工建造第一個(gè)受控模擬試驗(yàn)裝置——八號(hào)模擬裝置(簡稱“八號(hào)工程”),于1974年12月調(diào)試成功實(shí)現(xiàn)放電。1976年11月,國家計(jì)委正式批準(zhǔn)中國科學(xué)院在安徽光機(jī)所建設(shè)八號(hào)工程。20世紀(jì)80年代初,國家經(jīng)濟(jì)進(jìn)入調(diào)整期,八號(hào)工程因預(yù)算壓縮中止。陳春先臨危不亂,提出“保留隊(duì)伍、轉(zhuǎn)向應(yīng)用、積累技術(shù)”的策略。1978年9月,中國科學(xué)院等離子體物理研究所在合肥成立,在攻克多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)難關(guān)后,成功研制HT-6B等小型實(shí)驗(yàn)裝置,1984年底,建成我國首個(gè)空芯變壓器托卡馬克裝置HT-6M。

核聚變研究分化為全超導(dǎo)與常規(guī)超導(dǎo)兩種路徑。1978年,改革開放打開國際學(xué)術(shù)交流的寶貴窗口,中國核聚變研究進(jìn)入以能力積累與路徑理性分化為特征的轉(zhuǎn)型期。面對(duì)有限的資源,中國科學(xué)院等離子體物理研究所敏銳地抓住機(jī)遇,通過接收蘇聯(lián)T-7超導(dǎo)實(shí)驗(yàn)裝置,并將其改造為“合肥超環(huán)”( HT-7),實(shí)現(xiàn)從常規(guī)導(dǎo)體到超導(dǎo)技術(shù)的跨越,并瞄準(zhǔn)國際科學(xué)前沿。同時(shí),中核集團(tuán)西南物理研究院選擇持續(xù)深耕常規(guī)導(dǎo)體托卡馬克,先后研制HL-1、HL-1M、HL-2A等裝置,系統(tǒng)積累大規(guī)模工程設(shè)計(jì)、建造與運(yùn)行的全流程經(jīng)驗(yàn)。這種路徑分化,是一種在特定歷史條件下的理性分工,使我國能以較低成本同時(shí)全面學(xué)習(xí)兩種技術(shù)范式。

截至20世紀(jì)80年代末,全球范圍內(nèi)已建成三個(gè)超導(dǎo)托卡馬克裝置,分別為蘇聯(lián)T-7(1979年建成)、蘇聯(lián)T-15(1988年初步建成)與法國Tore Supra(1988年初步建成,2016年重大升級(jí)后更名為WEST)。然而,這些裝置的縱場磁體雖為超導(dǎo)磁體,卻尚未真正實(shí)現(xiàn)全超導(dǎo)結(jié)構(gòu)。后來的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆(ITER),以及后續(xù)的工程示范堆(DEMO)與聚變能電站,均要求實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行。

20世紀(jì)90年代初,中國科學(xué)院等離子體物理研究所啟動(dòng)超導(dǎo)托卡馬克的相關(guān)研究。EAST項(xiàng)目于1998年正式獲批立項(xiàng),2000年10月正式啟動(dòng)建設(shè),至2006年初建設(shè)完成并成功開展首輪工程調(diào)試,于2007年通過國家竣工驗(yàn)收,是HT-7的下一代升級(jí)裝置。④2002年,HT-7實(shí)現(xiàn)400秒長脈沖運(yùn)行,標(biāo)志著我國在超導(dǎo)磁體、低溫系統(tǒng)等關(guān)鍵技術(shù)上取得實(shí)質(zhì)性突破。EAST裝置的成功設(shè)計(jì)與建造經(jīng)驗(yàn),不僅為中國參與ITER計(jì)劃奠定重要基礎(chǔ),也為中國磁約束核聚變研究提供堅(jiān)實(shí)的物理基礎(chǔ)、工程技術(shù)支撐與人才隊(duì)伍儲(chǔ)備。

國家與市場協(xié)同賦能,核聚變技術(shù)逐步實(shí)現(xiàn)自主性建構(gòu)、生態(tài)擴(kuò)容與引領(lǐng)突破。2006年,中國正式加入ITER計(jì)劃。實(shí)踐表明,深度融入全球頂級(jí)科研網(wǎng)絡(luò)非但沒有導(dǎo)致技術(shù)依賴,反而極大激發(fā)我國自主創(chuàng)新的意識(shí)與信心。中國科學(xué)院的EAST,作為全球首個(gè)同類全超導(dǎo)托卡馬克裝置,設(shè)計(jì)理念超越ITER相對(duì)保守的方案。2012年以來,EAST先后10次刷新高溫等離子體運(yùn)行的世界紀(jì)錄,尤其是2025年實(shí)現(xiàn)“億度千秒”,使其角色從ITER的“學(xué)生”和“驗(yàn)證者”,轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)能夠產(chǎn)出獨(dú)有數(shù)據(jù)、探索未知前沿的“引領(lǐng)性實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”。

2025年3月,“中國環(huán)流三號(hào)”最新實(shí)驗(yàn)首次實(shí)現(xiàn)原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的參數(shù)水平。此次實(shí)驗(yàn)中,由團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)的加熱、控制與診斷等設(shè)備與系統(tǒng)首次投入運(yùn)行,相關(guān)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際前列。⑤EAST項(xiàng)目和環(huán)流三號(hào)協(xié)調(diào)超過200家單位共同攻關(guān),印證新型舉國體制下網(wǎng)絡(luò)化創(chuàng)新效能。

ITER項(xiàng)目原定于2025年完成,但其首次等離子體放電時(shí)間,已調(diào)整至2034年。與之形成鮮明對(duì)比的是,2016年,中國提出建設(shè)新一代聚變工程實(shí)驗(yàn)堆(CFETR),其規(guī)模與關(guān)鍵參數(shù)超越ITER。這標(biāo)志著中國聚變“三步走”戰(zhàn)略,完成從實(shí)驗(yàn)堆到示范堆、最終到商用堆的完整技術(shù)鏈條布局,目標(biāo)是2050年實(shí)現(xiàn)聚變能商業(yè)化。隨著項(xiàng)目定位升級(jí),CFETR已更名為中國聚變工程示范堆(CFEDR),建設(shè)重點(diǎn)從實(shí)驗(yàn)轉(zhuǎn)向示范。為配合CFEDR建設(shè),我國同步啟動(dòng)綜合性聚變科研平臺(tái)“夸父”(CRAFT),旨在建設(shè)全球高參數(shù)、功能完備的研發(fā)測試平臺(tái),為示范堆工程提供關(guān)鍵技術(shù)支撐并培養(yǎng)人才。

目前,中國依托CFEDR等后續(xù)規(guī)劃,展現(xiàn)出探尋終極能源的信心與系統(tǒng)能力。中國技術(shù)的引領(lǐng)價(jià)值也反映在國際項(xiàng)目合作上,2026年1月起,ITER管理層開始新一輪輪值,由中方專家段旭如擔(dān)任ITER科技咨詢委員會(huì)主席。

同時(shí),中國開始允許商業(yè)資本進(jìn)入核聚變領(lǐng)域。2025年,其發(fā)展進(jìn)程達(dá)到標(biāo)志性節(jié)點(diǎn):注冊(cè)資本高達(dá)150億元的“中國聚變能源有限公司”在上海成立,股東包括中核集團(tuán)、中國石油、國家綠色發(fā)展基金等“國家隊(duì)”與民營龍頭企業(yè),其定位清晰指向聚變能源的工程化與商業(yè)化。在此之前,風(fēng)險(xiǎn)資本驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)業(yè)公司,如能量奇點(diǎn)、星環(huán)聚能,已累計(jì)融資超百億元,專注于高溫超導(dǎo)托卡馬克、球形托卡馬克等緊湊化、快速迭代路線。產(chǎn)業(yè)資本代表,如新奧集團(tuán),以極大耐心,布局氫硼聚變等顛覆性、高難度的替代路線。

商業(yè)力量的進(jìn)入,帶來發(fā)展范式與創(chuàng)新文化的轉(zhuǎn)變。在技術(shù)路線上,形成“主流路徑緊湊化”與“替代路線探索”并行的多樣化格局,打破長期以來對(duì)大型常規(guī)托卡馬克的單一聚焦。在創(chuàng)新生態(tài)上,傳統(tǒng)的“國家立項(xiàng)—院所攻關(guān)”模式,被由國家戰(zhàn)略需求、市場風(fēng)險(xiǎn)投資、企業(yè)技術(shù)理想與產(chǎn)業(yè)長遠(yuǎn)布局的協(xié)同網(wǎng)絡(luò)所取代。這極大增強(qiáng)資源動(dòng)員能力與技術(shù)迭代速度,同時(shí)帶來目標(biāo)沖突、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)不一與潛在資源分散的新挑戰(zhàn)。

“人造太陽”的多維價(jià)值

核聚變的價(jià)值,遠(yuǎn)不止于提供一種強(qiáng)大的零碳基荷電源。更為關(guān)鍵的是,核聚變技術(shù)的成熟與應(yīng)用,將重新定義全球能源格局。

國家能源需求從“資源稟賦依賴”轉(zhuǎn)向“技術(shù)自主創(chuàng)新”。傳統(tǒng)能源安全觀聚焦于,對(duì)化石燃料資源地及其運(yùn)輸通道的控制與爭奪,國家安全與地理稟賦深度綁定。風(fēng)電、光伏等可再生能源,受限于固有的間歇性、波動(dòng)性及對(duì)土地資源的巨量需求;核裂變受限于鈾礦資源分布與核廢料處置的長期挑戰(zhàn),都難以擔(dān)當(dāng)能源安全“壓艙石”的重任。

核聚變能源在相當(dāng)程度上突破這一困局。其所需燃料氘,可從海水中近乎無限提取,燃料成本極低,且全球分布均勻。可以說,掌握聚變技術(shù),就徹底擺脫對(duì)外部資源的地理依賴。對(duì)于中國這樣一個(gè)“富煤、缺油、少氣”、能源消費(fèi)持續(xù)攀升的大國而言,聚變技術(shù)的成功應(yīng)用,將實(shí)現(xiàn)能源安全從依賴“外部保障”轉(zhuǎn)向倚靠自身“內(nèi)在能力”。

推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)與科技創(chuàng)新。核聚變研究是復(fù)雜而宏大的系統(tǒng)工程之一,其推進(jìn)過程本身,就是強(qiáng)大的高新技術(shù)“孵化器”和產(chǎn)業(yè)“鍛造爐”。EAST、HL-3等大科學(xué)裝置的建設(shè)與運(yùn)行,強(qiáng)力牽引并催生一系列前沿產(chǎn)業(yè):為滿足極端磁場需求而發(fā)展的二代高溫超導(dǎo)帶材技術(shù),已衍生至醫(yī)療核磁共振、高速磁浮交通領(lǐng)域;為應(yīng)對(duì)極端熱負(fù)荷而研發(fā)的鎢銅復(fù)合材料與先進(jìn)熱沉技術(shù),對(duì)航空航天、高端裝備制造具有重要價(jià)值;大功率穩(wěn)態(tài)電源系統(tǒng)、高性能計(jì)算與人工智能等離子體控制系統(tǒng)等,均處于相關(guān)工業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)制高點(diǎn)。

更重要的是,核聚變事業(yè)驅(qū)動(dòng)物理學(xué)、材料科學(xué)、機(jī)械工程、控制科學(xué)與計(jì)算機(jī)等多學(xué)科深度融合,打造面向真實(shí)世界極端復(fù)雜問題的科研范式,所鍛造的,不僅有專業(yè)領(lǐng)域的專家,還有具備系統(tǒng)思維、能駕馭重大工程的戰(zhàn)略科學(xué)家與工程師隊(duì)伍。這支隊(duì)伍承載著跨學(xué)科體系構(gòu)建、系統(tǒng)工程方法優(yōu)化與關(guān)鍵難題攻堅(jiān)的重任,構(gòu)成推動(dòng)國家科技整體向高階躍升的智力支撐,其意義超越任何單一技術(shù)突破。

對(duì)全球能源治理格局的深度重塑。當(dāng)前,全球能源治理體系以石油輸出國組織和國際能源署等為中心,長期依托于化石能源的資源控制與消費(fèi)市場。核聚變能源一旦實(shí)現(xiàn)發(fā)電,將改變這一治理結(jié)構(gòu),未來的能源秩序不再取決于資源儲(chǔ)量,而是由技術(shù)先進(jìn)性、工程成熟度與產(chǎn)業(yè)整合能力所定義。技術(shù)領(lǐng)先國家將獲得較大規(guī)則制定權(quán),包括聚變堆安全標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)備認(rèn)證體系、氚燃料循環(huán)國際準(zhǔn)則,以及聚變電力并網(wǎng)與交易規(guī)則等關(guān)鍵制度的建立主導(dǎo)權(quán)。這不僅意味著巨大的經(jīng)濟(jì)利益,如技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和關(guān)鍵裝備的全球市場優(yōu)勢(shì),更代表擁有引領(lǐng)能源格局治理的能力。中國通過推進(jìn)CFEDR計(jì)劃并堅(jiān)持開放合作,正是希望在此領(lǐng)域率先實(shí)現(xiàn)突破。

從實(shí)驗(yàn)突破邁向應(yīng)用發(fā)電面臨的挑戰(zhàn)

在從實(shí)驗(yàn)突破邁向應(yīng)用發(fā)電的道路上,面臨巨大的工程化難題。中國核聚變事業(yè)取得顯著成就,同時(shí)面臨由技術(shù)極端復(fù)雜性、體系內(nèi)生矛盾與外部競爭不確定性交織而成的挑戰(zhàn)。

平衡技術(shù)路線中“主流聚焦”與“顛覆性探索”之間的關(guān)系。盡管商業(yè)力量帶來技術(shù)路線的多樣化萌芽,但重點(diǎn)資源與關(guān)注點(diǎn),目前仍高度集中于大型超導(dǎo)托卡馬克。這雖然有利于在既定賽道上快速逼近目標(biāo),但也可能形成強(qiáng)大的技術(shù)路徑依賴,壓縮對(duì)其他可能具有顛覆性潛力路線,如先進(jìn)仿星器、激光慣性約束聚變的能源應(yīng)用、Z箍縮等的探索空間。如何在進(jìn)行大規(guī)模工程投入的同時(shí),為高風(fēng)險(xiǎn)、高不確定性的替代性原理探索,保留足夠的預(yù)留空間和資源支持,考驗(yàn)著決策者戰(zhàn)略眼光與風(fēng)險(xiǎn)管控能力。

基礎(chǔ)材料尚在研發(fā)與安全監(jiān)管體系尚待構(gòu)建,影響聚變商業(yè)化進(jìn)程。實(shí)現(xiàn)持續(xù)凈能量輸出(Q值遠(yuǎn)大于1)和穩(wěn)態(tài)運(yùn)行的主要障礙,已從等離子體物理問題,轉(zhuǎn)向如何確保極端環(huán)境下的材料科學(xué)與系統(tǒng)工程可靠性。聚變堆第一壁材料需要承受每平方米高達(dá)數(shù)十兆瓦的熱流,和14MeV高能中子的持續(xù)轟擊,這會(huì)導(dǎo)致材料腫脹、脆化、活化,性能迅速退化。目前,全球范圍內(nèi)能夠滿足示范堆要求的抗輻照材料,仍處于早期研發(fā)階段,這是制約聚變商業(yè)化進(jìn)程的首要問題。與此同時(shí),從核聚變實(shí)驗(yàn)裝置到商用電站,缺乏全球性的安全監(jiān)管框架。核聚變雖不產(chǎn)生長期高放射性廢料,無裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控風(fēng)險(xiǎn),但其強(qiáng)輻射場、強(qiáng)磁場、大儲(chǔ)能系統(tǒng)以及氚的操作,仍構(gòu)成獨(dú)特的工程安全挑戰(zhàn)。現(xiàn)有的核安全監(jiān)管體系基于裂變堆經(jīng)驗(yàn)建立,無法直接套用。為此,需要構(gòu)建一套與聚變技術(shù)特性相匹配,貫穿設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)行、退役全生命周期的安全標(biāo)準(zhǔn)、審批流程和監(jiān)管體系。這項(xiàng)工作的重要性,絲毫不亞于技術(shù)研發(fā)本身。

調(diào)和創(chuàng)新體系的結(jié)構(gòu)性矛盾,克服資本的短期化傾向。當(dāng)前創(chuàng)新體系存在若干結(jié)構(gòu)性矛盾。首先,以論文、獎(jiǎng)項(xiàng)為導(dǎo)向的傳統(tǒng)科研評(píng)價(jià)體系,與聚變工程化階段亟需解決具體技術(shù)難題、提升技術(shù)成熟度(TRL)的導(dǎo)向之間存在錯(cuò)配。這可能導(dǎo)致研究資源向易出論文的物理診斷方向傾斜,而工程材料、氚工藝等“硬骨頭”領(lǐng)域投入相對(duì)不足。其次,國家主導(dǎo)力量與商業(yè)公司之間,尚未完全建立高效協(xié)同、良性競爭的生態(tài)關(guān)系,存在數(shù)據(jù)共享壁壘、人才流動(dòng)不暢、技術(shù)互認(rèn)困難等問題。商業(yè)公司,特別是受風(fēng)險(xiǎn)資本驅(qū)動(dòng)的創(chuàng)業(yè)公司,其生存邏輯要求快速達(dá)成技術(shù)里程碑,以獲取后續(xù)融資,這樣一來,可能出現(xiàn)追求短期參數(shù)表現(xiàn)而犧牲工程穩(wěn)健性與長期可靠性的傾向,與核能設(shè)施固有的安全至上、質(zhì)量第一原則產(chǎn)生沖突。資本的“快”與聚變的“慢”之間,需要有效的緩沖與引導(dǎo)機(jī)制。

構(gòu)建協(xié)同、韌性與引領(lǐng)的新型治理生態(tài)

面對(duì)核聚變工程化進(jìn)程中的國際競爭與復(fù)雜挑戰(zhàn),中國核聚變事業(yè)取得成功的關(guān)鍵在于,構(gòu)建目標(biāo)清晰的系統(tǒng)協(xié)同、包容韌性的審慎監(jiān)管、著眼長遠(yuǎn)的耐心資本支持的治理生態(tài),以及在堅(jiān)持自主可控基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)開放引領(lǐng)的能力。

明確分工,構(gòu)建“國家—市場”有機(jī)協(xié)同機(jī)制。自上而下地明確國家戰(zhàn)略科技力量,與市場化改革主體的功能定位與協(xié)同接口。建議基本分工為:“國家隊(duì)”主導(dǎo)原理性驗(yàn)證、重大科學(xué)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、長周期基礎(chǔ)研究與共性技術(shù)平臺(tái)開發(fā);“商業(yè)力量”主導(dǎo)技術(shù)路徑多元化探索、關(guān)鍵部件快速迭代、工程集成方案創(chuàng)新與特定應(yīng)用場景開發(fā)。

國家需通過制度設(shè)計(jì)促進(jìn)協(xié)同協(xié)作。例如,將EAST、HL-3等大科學(xué)裝置作為國家支持的“公共實(shí)驗(yàn)平臺(tái)”,向合規(guī)的商業(yè)公司開放機(jī)時(shí),設(shè)立“揭榜掛帥”式的工程挑戰(zhàn)項(xiàng)目;在CFEDR等國家重大工程中,探索采用“總體單位+競爭性配套”模式,吸納具有技術(shù)特長的商業(yè)公司參與部件研制。同時(shí),建立強(qiáng)有力的反向吸納機(jī)制,設(shè)立專門通道與評(píng)估程序,將商業(yè)領(lǐng)域產(chǎn)生的突破性技術(shù)成果,如性能卓越的高溫超導(dǎo)磁體、新型偏濾器設(shè)計(jì),及時(shí)、有效吸納進(jìn)國家主干技術(shù)路線,避免創(chuàng)新資源的碎片化與重復(fù)投入。

構(gòu)建中國特色的聚變安全監(jiān)管與標(biāo)準(zhǔn)體系。2026年1月,《中華人民共和國原子能法》正式施行,旨在鼓勵(lì)受控?zé)岷司圩冄邪l(fā),并通過設(shè)立安全監(jiān)管措施,在防范風(fēng)險(xiǎn)的同時(shí)激發(fā)創(chuàng)新活力,為聚變能研究提供制度保障與規(guī)范邊界。⑥我國應(yīng)把握全球聚變監(jiān)管規(guī)則空白的時(shí)間窗口,主動(dòng)進(jìn)行制度創(chuàng)新。可參照航空航天、核裂變等復(fù)雜系統(tǒng)工程的經(jīng)驗(yàn),聯(lián)合頂尖科研機(jī)構(gòu)、工程企業(yè)、安全專家,充分考慮聚變不產(chǎn)生長期高放射廢料、無臨界事故風(fēng)險(xiǎn)的特性,研究制定《聚變裝置安全法規(guī)框架》《聚變?cè)O(shè)施分類分級(jí)安全要求》等基礎(chǔ)性文件。

監(jiān)管體系設(shè)計(jì)應(yīng)秉持“包容審慎”原則:一方面,為不同技術(shù)路線、不同階段的實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)立差異化的安全準(zhǔn)入要求,為創(chuàng)新留出試錯(cuò)空間;另一方面,對(duì)面向能源生產(chǎn)的示范堆、商用堆,必須確立不可逾越的安全底線和嚴(yán)格的許可制度。此舉不僅能保障國內(nèi)聚變產(chǎn)業(yè)行穩(wěn)致遠(yuǎn),更能使中國在未來的國際聚變安全標(biāo)準(zhǔn)制定中,輸出制度性公共產(chǎn)品。

創(chuàng)新金融與政策工具,培育服務(wù)國家戰(zhàn)略的“耐心資本”。為此,需通過精巧的政策設(shè)計(jì),引導(dǎo)資本邏輯適配聚變能源研發(fā)的長周期特性。2025年12月26日,國家創(chuàng)業(yè)投資引導(dǎo)基金正式啟動(dòng)。應(yīng)進(jìn)一步完善國家級(jí)聚變產(chǎn)業(yè)引導(dǎo)基金,采用“政府出資引導(dǎo)、社會(huì)資本參與、市場化運(yùn)作、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”模式,重點(diǎn)投向抗輻照材料、氚增殖包層等需要長期投入,且市場短期不愿介入的關(guān)鍵薄弱環(huán)節(jié)。同時(shí),需完善覆蓋全鏈條的政策支持體系,探索發(fā)行“綠色聚變”主題債券以吸引長期穩(wěn)健的社會(huì)資金。此外,建立科學(xué)的商業(yè)聚變公司評(píng)價(jià)與準(zhǔn)入機(jī)制,有效引導(dǎo)資本投向真正具備“硬科技”與“真創(chuàng)新”能力的實(shí)體。

堅(jiān)持自主可控與開放合作的辯證統(tǒng)一,塑造負(fù)責(zé)任大國形象。核聚變的終極目標(biāo)是服務(wù)全人類,因此中國的戰(zhàn)略應(yīng)立足自主并推動(dòng)國際合作,筑牢自主可控的技術(shù)根基與深化全球合作相輔相成。一方面,以CFEDR為重點(diǎn),堅(jiān)定不移地實(shí)現(xiàn)從設(shè)計(jì)軟件、特種材料、關(guān)鍵部件到系統(tǒng)集成的全鏈條自主知識(shí)產(chǎn)權(quán),確保核心技術(shù)在任何國際形勢(shì)下不受制于人。另一方面,持續(xù)履行大國責(zé)任,中國作為關(guān)鍵參與方深度支持ITER計(jì)劃,同時(shí)積極構(gòu)建聚變能源國際合作新范式。

2025年10月,國家原子能機(jī)構(gòu)聯(lián)合四川省人民政府和國際原子能機(jī)構(gòu),在成都主辦世界聚變能源集團(tuán)第二次部長級(jí)會(huì)議,并發(fā)布《世界聚變能源集團(tuán)成都聲明》,倡導(dǎo)“創(chuàng)新共享、和平利用、普惠發(fā)展”的合作理念⑦;同年11月,由中國科學(xué)院主導(dǎo)的燃燒等離子體國際大科學(xué)計(jì)劃項(xiàng)目在合肥啟動(dòng),公布緊湊型聚變能實(shí)驗(yàn)裝置BEST研究計(jì)劃,并推動(dòng)中、法、英、德、意等多國科學(xué)家共同簽署《合肥聚變宣言》,促進(jìn)國內(nèi)外頂尖機(jī)構(gòu)開展平等互利的技術(shù)合作。在此基礎(chǔ)上,中國需依托共建“一帶一路”科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃,與發(fā)展中國家共享聚變研究經(jīng)驗(yàn)與培訓(xùn)資源,積極在全球平臺(tái)發(fā)起關(guān)于聚變倫理、安全標(biāo)準(zhǔn)與知識(shí)產(chǎn)權(quán)共享的國際討論。

中國核聚變六十余載發(fā)展歷程,歷經(jīng)國家主導(dǎo)的艱苦奠基到“國家—市場”協(xié)同驅(qū)動(dòng)的生態(tài)繁榮,穩(wěn)步走向人類能源夢(mèng)想的終極目標(biāo)。展望前路,機(jī)遇巨大,挑戰(zhàn)嚴(yán)峻。工程化的難題尚待解決,材料科學(xué)的瓶頸亟需攻克,資本邏輯與戰(zhàn)略耐心需更好平衡。中國核聚變不斷取得突破的重要經(jīng)驗(yàn),在于構(gòu)建一個(gè)兼具工程實(shí)現(xiàn)力、制度包容性、戰(zhàn)略定力與國際視野的新型治理生態(tài),這不僅是對(duì)中國式現(xiàn)代化在尖端科技領(lǐng)域的實(shí)踐檢驗(yàn),更是中國面向全球氣候變化與可持續(xù)發(fā)展挑戰(zhàn),所貢獻(xiàn)的東方智慧與系統(tǒng)性解決方案。

(中國科學(xué)院合肥物質(zhì)科學(xué)研究院等離子體物理研究所工程師蔡其敏,對(duì)此文亦有貢獻(xiàn))

【注:本文系“科研范式變革下的西方科技體制改革研究”(項(xiàng)目編號(hào):E5291Z12)、教育部哲學(xué)社會(huì)科學(xué)研究重大課題“工程科學(xué)哲學(xué)基本理論問題研究”(項(xiàng)目編號(hào):23JZD006)研究成果】

【注釋】

①《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十五個(gè)五年規(guī)劃的建議》,《人民日?qǐng)?bào)》,2025年10月29日。

②都芃:《首次實(shí)現(xiàn)“雙億度”!我國新一代人造太陽獲重要突破》,《科技日?qǐng)?bào)》,2025年3月28日。

③王淦昌:《新科技革命的趨勢(shì)與對(duì)策——慣性約束核聚變(ICF)物理研究的進(jìn)展與展望》,《物理實(shí)驗(yàn)》,1992年第3期。

④萬元熙:《核聚變能源和超導(dǎo)托卡馬克——“九五”重大科學(xué)工程EAST通過國家驗(yàn)收》,《中國科學(xué)院院刊》,2007年第3期。

⑤張志會(huì)、蔡其敏:《“人造太陽”,何時(shí)成真》,《光明日?qǐng)?bào)》,2025年6月26日。

⑥《中華人民共和國原子能法》,新華社,2025年9月12日。

⑦《世界聚變能源集團(tuán)部長級(jí)會(huì)議發(fā)表成都聲明 推動(dòng)構(gòu)建聚變能源領(lǐng)域國際合作新范式》,國家原子能機(jī)構(gòu)網(wǎng)站,2025年10月14日。

責(zé)編/陳楠 美編/楊玲玲

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