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【文/觀察者網(wǎng) 張菁娟】“數(shù)十年來，美國在核聚變領域一直處于領先地位。現(xiàn)在，中國有望贏得這場競賽。”美國有線電視新聞網(wǎng)（CNN）9月19日發(fā)文渲染中美間的高科技競爭。

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

核聚變技術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，核聚變的原料儲量極其豐富，幾十年來，這種技術一直被認為有潛力提供大量無排放電力，且不會產(chǎn)生長期放射性核廢料。

近年，多國可控核聚變逐步從實驗堆邁入工程堆階段。不過，迄今為止開發(fā)出來的機器所產(chǎn)生的能量僅勉強夠燒開一壺水。

美國能源部聚變能源科學辦公室負責人阿蘭（Jean Paul Allain）告訴CNN，中國政府正大力支持該領域，估計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。

“對我來說，比開支更重要的是他們做這件事的速度有多快。”阿蘭說。

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

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

成立于2021年的能量奇點僅用3年的時間，就設計、研發(fā)和建造了洪荒70裝置，成功實現(xiàn)等離子體放電。這是全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置，也是全球首臺由商業(yè)公司研發(fā)建設的超導托卡馬克裝置，創(chuàng)造了全球超導托卡馬克裝置研發(fā)建造的最快紀錄。洪荒70具有自主知識產(chǎn)權，國產(chǎn)化率超過96%，其全部磁體系統(tǒng)均采用高溫超導材料加工建造，凸顯了中國核電技術的“長期積累”。

洪荒70成功放電 視頻截圖

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

文章稱，對于一家研究世界上最難物理學難題之一的新興公司來說，能量奇點對未來非常樂觀，這種樂觀源于它的底氣。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磁體，為全球首例。

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

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

霍蘭德表示，中國正在建設一個耗資5.7億美元的聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施園區(qū)，預計2025年完工。

“我們沒有類似的園區(qū)。美國普林斯頓等離子體物理國家實驗室（PPPL）已經(jīng)對其托卡馬克進行了10年的升級改造。美國另一個運行中的DIII-D托卡馬克也已經(jīng)有30年的歷史。”他強調(diào)，美國國家實驗室壓根沒有現(xiàn)代化的核聚變設施。

位于安徽合肥的聚變堆主機關鍵系統(tǒng)綜合研究設施園區(qū)效果圖 “廬陽發(fā)布”微信公眾號

文章認為，隨著中國在科研方面的投入，托卡馬克概念也在迅速發(fā)展。中科院合肥物質(zhì)科學研究院等離子體物理研究所有“人造太陽”之稱的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）實現(xiàn)1056秒的長脈沖高參數(shù)等離子體運行，這是目前世界上托卡馬克裝置高溫等離子體運行的最長時間。有消息人士透露，測試的溫度是7000萬攝氏度。

英國原子能機構的馬斯洛夫（Mikhail Maslov）稱，這是一個“重要的里程碑”。

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

劉永表示，在應對三大挑戰(zhàn)上，國內(nèi)外都在積極地籌劃下一步的發(fā)展，有些進展還是比較大的。對于這些挑戰(zhàn)的應對，各個國家政府的態(tài)度都是比較理性的，基本上鎖定在2050年達成目標。

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