Page 17 - 2024第9期核能新闻---最终版

核能观点

刘永：核聚变，作为未来能源的挑战与应对

当前, 能源安全、环境和气候变化等问题成为 21 世纪面临的最严峻挑
战。因此，像核聚变能这样的新能源研发一直为公众和行业所关注。但是，

热潮之下也不乏隐忧。

据全球聚变工业协会 FIA 统计，截至 2023 年 12 月，全球共有 43 家私

人核聚变公司，这些私营企业投资力度逐年增大，2022 年投资总额较以往

全部总额增加一倍，前后获得投资总额超过 62 亿美元。但我们作为从业者，

一方面心里要有数，全球核聚变研究距离实现发电尚有距离，另一方面，更

要有定力，路虽远，行则将至。

01.核聚变研究发展的主要趋势

国际磁约束受控核聚变研究始于上世纪 50 年代，在研究进程中，先后

探索了箍缩、磁镜、仿星器、托卡马克等众多途径，目标都围绕如何提高等

离子体的关键参数，最终满足受控核聚变反应的条件。从上世纪 70 年代开

始，托卡马克途径逐渐显示出独特优势，成为磁约束核聚变研究的主流途径。

国际上自托卡马克开展实验以来，等离子体综合参数不断提升，聚变工程技
术也有了长足的进步，但距离实现应用,诸多关键技术仍存在很大挑战。

为了验证聚变的技术可行性, 需要建造一个具有聚变电站所需大多数

技术特征的更大规模的托卡马克装置, 来试验和演示聚变电站的关键技术,

并探索燃烧等离子体的新物理问题。为实现这一目标, 国际聚变界一致认为

通过国际合作, 汇聚全世界的核聚变研究成果、主要国家的财力和科技能力,

才能加快这一阶段的进程。为此, 规模空前的国际合作计划——国际热核聚

变实验堆(ITER)计划应运而生。我国也于 2003 年 1 月初正式宣布参加 ITER

计划政府间谈判。ITER 是世界上第一个反应堆规模的受控热核聚变设施,也

是最终实现磁约束聚变能商业化发电最重要的科学和技术桥梁。

总体上看, 世界上主要发展聚变能的国家, 在围绕建设本国聚变示范

堆的目标下, 基本都是通过 ITER 合作获得相应实验堆设计、建造经验, 利

用参与 ITER 运行以及本国(或国际合作)的大型托卡马克装置获得燃烧等离

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