人造太阳：燃起聚变之光

太阳源源不断输送光热，滋养地球万物。受太阳启发，全球科学家都在攻坚人造太阳——可控核聚变装置。

简单来说，人造太阳就是模仿太阳内部聚变反应，用磁场锁住上亿度高温等离子体，以氘、氚为燃料，打造近乎无限、清洁、安全的终极未来能源。它虽仍处在科研攻坚阶段，却承载着人类破解能源危机、走向可持续发展的全部希望。

PART 1

聚变物理引擎：能量从何而来

太阳本质就是一座巨型聚变反应堆，核心温度高达1500万℃，每秒将6亿吨氢聚变成氦，亏损的质量通过质能方程E=mc²转化为巨量能量。

核聚变原理很直白：轻原子核相撞聚合为重原子核，释放超大能量。

氘氚聚变反应后生成氦原子与高能中子，约80%能量由中子携带释放。早在2017年，美国企业就布局可控核聚变基础专利，覆盖全球18个国家和地区，公开了燃烧室受控聚变方法及聚变反应堆应用方案。

PART 2

两大主流路线：仿星器VS托卡马克

地球无法复刻太阳引力约束，目前可控聚变主要靠磁约束、惯性约束两大路径，其中磁约束里最主流的是仿星器和托卡马克。

仿星器

环形结构，依靠外部扭曲磁铁形成三维磁场，无需等离子体电流就能稳定约束，可长期连续运行、无突发中断风险，稳定性更强。

早年因结构复杂、造价高发展缓慢。中国中科院团队研发简化永磁体仿星器专利，大幅简化线圈与真空室结构，降低建设成本，经济性与实用价值大幅提升。

托卡马克

依靠外部磁线圈+等离子体自身电流叠加形成螺旋磁场，把高温等离子体牢牢 “锁” 在环形腔内。

技术最成熟、可控性强，国际热核聚变实验堆ITER就采用这一路线。我国从上世纪80年代自主研发，还在厂房布局、工程落地方面形成专利方案，适配未来商用建设需求。

整体来看：托卡马克成熟度高、短期优先落地；仿星器胜在长期稳态运行，后劲十足。

星际远航畅想图

PART 3

攻坚两大世界级难题

人造太阳想要从实验走向商用，必须跨过两道大关：

管住上亿度等离子体

上亿度 “人造火球” 极不稳定，极易扭曲逃逸、冲击设备。我国核工业西南物理研究院研发等离子体破裂实时控制专利，通过智能预警与多系统联动，实时缓解破裂风险。

攻克反应堆材料寿命瓶颈

聚变产生的高能中子持续轰击，会让材料脆化、变形、产生辐射，现有材料寿命远达不到商用电站30年要求。国内科研团队提出仿生液态金属包层专利，通过液态中间层阻隔腐蚀，有效延长聚变堆材料使用寿命。

如果把聚变研发比作手机，人类如今只实现了 “开机”，想要稳定 “持续发电”，还要闯过材料、等离子体稳态、氚循环三大关卡。

PART 4

中国力量：从跟跑到领跑

中国核聚变研究起步早、进度快、成果亮眼：

• 东方超环EAST：全球首个全超导非圆截面托卡马克，2025年实现1亿摄氏度、1066秒稳态运行，刷新世界纪录；

• 夸父CRAFT：聚变堆关键部件取得突破，偏滤器热负荷能力达国际顶尖水平；

• BEST紧凑型聚变装置：中国下一代人造太阳计划，目标实现20-200兆瓦聚变功率，示范并网发电。

中国还给出清晰时间表：2025-2027年建成装置、验证稳态；2028-2030年突破燃烧等离子体控制；2030年后打造全球聚变产业中国标准。

从专利格局看，全球核聚变专利中、美、欧三足鼎立，中国占比约28%位居第一，在磁约束、超导材料领域优势突出，已跻身全球聚变科研第一方阵。

世界首个全超导托卡马克装置EAST

PART 5

终极价值：开启人类文明新篇章

为什么一定要造人造太阳？

能源近乎无限：一杯水所含氘，能量等效300升汽油；

零碳排放、清洁安全：无化石污染，无核裂变熔毁风险；

应用场景广阔：未来可支撑太空探索、火星航行、海底城市建设等科幻级应用。

清洁能源已是全球刚需，可控核聚变被公认为人类终极能源。中国持续攻坚、技术领跑、标准先行，正以硬核科技燃起聚变之光，为全球能源转型、人类永续发展，写下属于中国的答案。

（文章来源：《创意世界》2026年5月号）

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编校：苑宝平