中國自主的超導托卡馬克EAST

　　2023年的12月29日，在四川省成都市，召開了一個叫做“核力啟航，聚變未來”的可控核聚變未來產業推進會，會上，由中國核工業集團有限公司牽頭，與另外24家包括央企、高校、科研院所和民營企業等實體，宣布組成中國的可控核聚變創新聯合體，未來，這個聯合體將會落實在“中國核聚變能源有限公司”的實體上，此外，國家還專設了一個創新基金，專為核聚變研發提供源源不斷的資金支持。‍‍‍‍

　　你看，有意思的是，為了研發核聚變，這25家實體聚在一起，也在醞釀聚變。

　　中國的可控核聚變創新聯合體----什么是聯合體？就是以中核集團為首的這25個實體，一起來共同攻克核聚變技術商用化的諸關鍵技術難題，有高溫超導磁體，有聚變反應堆材料，還有高性能儲能等等，聯合體的目的，也叫基本共識，是可望在2050年前，建成并運行能夠發電的DEMO型反應堆，即核聚變示范堆。

　　一說到DEMO型反應堆，就想起電影《流浪地球》里的那1萬臺要把地球從太陽系推走的巨大的“行星發動機”，它們的原理，其實就是從地表、地殼采集礦石，然后以重核聚變技術，產生巨大的能量，每一臺“行星發動機”應該就是一臺DEMO型反應堆，《流浪地球》是個科幻故事，背景設計在2075年，其實，按照現在我們的這個可控核聚變創新聯合體的中期規劃，到2050年，還有26年，如果真的建成并運行了能夠發電的核聚變示范堆，那到2075年，我們中國人建造出《流浪地球》里說的那種真正的“行星發動機”，理論上是完全可行的，當然，到那時候，我相信太陽也不會面臨爆炸，人類會使用獲得的可控核聚變技術實現更好的生活。‍‍‍‍‍　　

　　電影《流浪地球》里的核聚變“行星發動機”

　　其實，在2023年年中，國務院國資委就部署推進未來產業啟航行動，而未來產業啟航行動有六大方向：一量子信息，二未來能源，三空天科技，四未來智能，五未來健康，六未來材料，而可控核聚變技術已經被明確設立為啟航行動未來能源分支里將得到國家支持的惟一方向----不過，這里還有要打一個破折號，因為現在按照中核集團官方口徑，“惟一方向”已經改成了“重要方向”。

　　在20世紀科學家們其實就知道，當兩個原子融合在一起形成新元素時，聚變就會釋放出大量能量，而我們的太陽本質上就是一個巨大的聚變反應堆，其中超熱的粒子以巨大的力量聚集在一起，形成新的粒子，并以熱量的方式釋放出多余的能量。

　　而中國科學家設計的所謂可控核聚變，就是被稱為“人造太陽”，即中國自主研制的超導托卡馬克裝置（EAST），就是希望可以用它有效控制“氫彈爆炸”的過程；因為用于進行核聚變的原材料之一是海水中儲量極其豐富的氘，每公升海水中就含有0.03克氘，氘是氫的同位素之一，也叫重氫，只要把0.03克氘放在核聚變反應里，就能產生相當于燃燒300升汽油的能量，現在中國科學家要做的，就是要把這個爆炸過程變得可控，想讓它們怎么炸就怎么炸，不想讓它們炸那它們就不能炸。

　　據說，一旦使用氘進行可控核聚變的技術真正獲得突破，按照中核集團的說法，就是到2050年，全人類這100來億人口，以現有的生活方式生活，未來100億年里將能源無憂，就再也不需要其他能源了，人類到那時候接近把太陽的最小行星之一的地球，改造成了另一個小太陽，能源是取之不盡，用之無竭，你有我有全都有。

　　目前，已知的已經布局在可控核聚變技術相關產業鏈上的中國公司還并不多，不到30家，除了中國核建之外，比如利柏特，它承接的是核電氣體分離裝置，用于核電制氦，是熱核聚變實驗堆輔助裝備之一；而弘訊科技旗下的控股子公司意大利EEI，在核聚變電源器領域，已經與歐洲核子研究中心（CERN）保持了多年的技術合作；還有合鍛智能，作為可控核聚變的關鍵部件供應商，承接的是真空室構件的成形焊接；還有聯創光電參股的聯創超導，主要是作為該項目主機裝置建設中的高溫超導磁體系統和低溫制冷系統的供應商；西部超導，是向核聚變堆主機關鍵系統綜合研究設施（CRAFT）實現低溫超導線材進行批量供貨。

　　此外，應該還有久立特材、沃爾核材、紐威股份、高瀾股份、廈門鎢業、炬光科技等中國科技創新實體，也都會參與到這個未來的DEMO型反應堆，也就是行星發動機的建設過程中。‍‍‍

　　另外，2023年12月29日的這個產業推進會還對各參與單位的下一步工作提出了三大要求：其一，可控核聚變作為人類能源問題的理想解決方案，已成大國科技競爭的前沿陣地；其二，要牢牢把握培育未來能源產業的關鍵環節，高起點謀劃、高水平培育、高質量發展；其三，加快推動可控核聚變產業實質性進展，要加強組織領導。

　　下面，重點來了，去年的7月21日，國調二期協同發展基金股份有限公司創立大會召開，國調基金二期的第二只平行基金——國調二期協同發展基金，注冊資本315億元，將重點投向關系國家安全、國民經濟命脈的重要行業、關鍵領域和重大專項任務，中國國有企業結構調整基金，即國調基金，是經國務院批準、受國資委委托，由中國誠通牽頭發起成立，總規模達到3500億元人民幣，分3期募集。我們前面說了，國家要設立了一個創新基金，專為核聚變研發提供支持，應該就是出自國調基金。

　　在去年3月的全國兩會期間，全國政協委員、中核集團核聚變領域首席專家段旭如在接受采訪時說過，他說中國核聚變技術研究已從跟跑大步跨越到了并跑，部分技術甚至實現了世界領跑。

　　段旭如先生所說的世界領跑的標志性事件，其實是發生在他的這個采訪之后的5個月，即中國的新一代人造太陽，“中國環流三號”，即中國自主研制的超導托卡馬克裝置（EAST），取得了重大科研進展，首次實現100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，高約束模式運行也就是可控運行，它標志著中國磁約束核聚變裝置運行水平邁入了國際前列，是中國核聚變能開發進程的重要里程碑。

　　而建造起了這個里程碑的功勛單位，是中核集團的西南物理研究院，其前身，是始建于1958年的黑龍江省原子核物理研究所，1963年2月成為二機部東北503所，1965年，又與二機部401所14室及水電部電力科學院熱工二室合并成二機部585所，遷到了四川省樂山市，1985年再遷址到成都市，1988年10月，又改名為現在的核工業西南物理研究院。它是中國最早專門從事核聚變能源開發的專業研究院，從1960年代一出世就是干這個的，已經半個多世紀了。

　　這時候，我必須挑一下大拇指了，這正是毛澤東時代讓中國從一個農業國家狂飚急進變成一個工業國家的所謂科技創新的縮影，大家發現沒發現另一個規律，從1958年到現在，65年過去了，歷經了東北創業，三線建設，改革開放，再到現在，當年種下的種子，到今天才能有所收獲，其中甘辛值得好好品味，除了共產黨，而且除了毛澤東時代的共產黨，還有誰會干這樣的事呢？還有誰能干成這樣的事呢？有所思也。

　　中核集團的這個西南物理研究院先后承擔，并出色地完成了國家“四五”項目“中國環流器一號裝置研制”，和“十五”“中國環流器二號A（HL-2A）裝置工程”的建設任務，從2006年以后，西南物理研究院還深度參與了國際熱核聚變實驗堆計劃，即ITER關鍵部件的研制，突破了多項工程技術難題，積累了豐富的核聚變裝置的建造、調試、運行和維護經驗，為中國吸收國際先進技術，最終建設自己的核聚變堆打下了堅實基礎。所以，現在這個可控核聚變創新聯合體才會落在成都。

　　而到2023年夏天，中國新一代的人造太陽“中國環流三號”實現100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，用老百姓的話說，西南物理研究院建院60多年，終于熬出頭了，就像段旭如說的，中國追呀追呀，突然一抬頭，哎呀，已經世界領跑了。

　　到去年夏天，“中國環流三號”實現了100萬安培等離子體電流下的高約束模式運行，核工業西南物理研究院建院60多年，終于熬出頭了，突然一抬頭，哎呀，我們已經世界領跑了。

　　中核集團官微去年11月曾經援引核工業西南物理研究院鄭雪博士的話說：預計再經過20多年的時間，也就是到本世紀中葉，聚變能可以實現應用。倘真如此，說句不是大話的大話，劉慈欣在《流浪地球》里寫的故事其實根本就不算是科幻，如果在2050年中國實現了可控核聚變的商業應用，那么在2075年建成“行星發動機”，其實還算是晚了一步呢。‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍‍

　　所以，大家千萬不要小看這個在成都低調召開的什么未來產業推進會，它出臺的那個必須要現實實現的大計劃，其實是比《流浪地球》里的科幻故事實現得更早。‍‍‍當‍‍代的中國核科學家們，真是了不得！真是了不起！

　　其實，關于可控核聚變，中國很長時間是處于跟跑階段，又歷經過一段時間的并跑，跑到了領跑，都是相當有戲劇性的。‍‍‍‍‍‍

　　在2022年12月13日，美國能源部宣布，該部的科學家已經能夠設計出一種核聚變反應，該反應產生的能量超過了所消耗的能量，就是首次實現了凈能量增益。這是數十年來尋找產生清潔和無廢料核電方法的里程碑式的成就，美國人也稱此為里程碑。　　

　　美國的核聚變實驗國家點火裝置NIF

　　美國能源部長詹妮弗·格蘭霍姆在聲明中說：對于這個國家點火裝置 ，即NIF，的研究人員和工作人員來說，這是一項具有里程碑意義的成就，他們的職業生涯致力于實現聚變點火，這一里程碑無疑將激發更多的發現。在這一消息發布之際，拜登政府也通過《降低通貨膨脹法》，將為該領域的研究提供大量資金。

　　但是，關于美國的這個核聚變實驗NIF，麻省理工學院核科學與工程教授伊恩·哈欽森卻說：“這似乎是慣性聚變點火的一個重要科學證實，但我不愿稱其為突破，”他說：“國家點火裝置項目的目標，不是聚變能源的生產，而是要了解聚變爆炸。微型聚變爆炸中的有用能源生產仍然面臨著巨大的工程挑戰，我們不知道這些挑戰是否最終可以被克服。”

　　其實，美國的NIF，跟美國軍隊的核武器發展計劃關系極為密切，主要目的還是要在小范圍內可控地重現核爆炸，從而可以在不需要破壞性全面試驗的情況下，去維持美國的未來核武庫，美國人還是一腦子的霸權主義思想，還是要到處殺人放火。

　　但是，以NIF技術來經營核聚變發電廠，為人民生活服務，現在仍然還面臨著很多障礙，比如，如何在符合經濟效益的情況下控制住這種熱能，以及如何持續性地發射激光，《紐約時報》的評論就認為，美國的NIF取得的成就意味著未來幾十年內才能有望實現通過核聚變發電。

　　但是，現在咱們的可控核聚變創新聯合體的計劃已經明確，要在2050年前建成并運行能夠發電的核聚變示范堆。‍‍‍‍‍‍　　

　　中國自主的超導托卡馬克EAST

　　現在，世界上最先進的核聚變實驗裝置只有兩個，一個是美國的國家點火裝置，NIF，它實際是上是美國軍用核技術的延伸項，另一個就是中國的超導托卡馬克，EAST。國家點火裝置采用了慣性約束核聚變的方法，使用激光束將氫等離子體壓縮到極高密度，使其達到聚變所需的條件；而超導托卡馬克則采用磁約束核聚變的方法，利用強大的磁場，將等離子體約束在磁場中心，以實現核聚變反應。

　　NIF雖然在慣性約束核聚變領域取得了重大突破，成功實現了慣性約束核聚變點火，然而它的能量消耗較大，需進一步改進；超導托卡馬克在磁約束核聚變領域取得了顯著推進，成功實現了高溫、高密度的等離子體運行，但仍需解決超導磁體的技術難題，以提高裝置的效率和穩定性。

　　更重要的是，與NIF的軍用性質不同，從2016年中國推出這個“人造太陽”計劃，就是旨在建設一座超大型、商業化的民用核聚變發電站，段旭如先生所說的中國已經領跑，其實是肯定了中國在可控核聚變領域對美國已經形成了一定的優勢，而現在這個可控核聚變創新聯合體的形成，依我的理解，更像是中國在向美國主動發起戰略競爭，或者叫軍備競賽的挑戰，我們中國現在要國家隊上了，25個主體聯合，背后還有數千億元人民幣的支持，2050年之前至少就能造出小型的“行星發動機”，請問你美國跟不跟？‍‍‍‍‍‍‍‍

　　所以，回過頭來咱們再琢磨2023年的12月29日，可控核聚變未來產業推進會對各參與單位的下一步工作提出了三大要求：一，可控核聚變已成大國競爭的前沿陣地；二，作為培育未來能源產業的關鍵環節，要高起點謀劃、高水平培育、高質量發展；三，加快推動產業實質性進展，加強組織領導。

　　很明顯，能有資格發出這個號召的，是我黨，是黨中央。‍‍

　　我記得之前某期節目，我說到中國新能源汽車產業這幾年的神速進步，尤其是中國新能源技術的進步，它未來的最大方向，就是中國要為人類一勞永逸地解決能源危機，讓人類超越化石能源有限性帶來的沖突和矛盾，避免更多的饑餓和死亡，其實，即使完全從包括水電、風電、光電等諸分類的新能源的角度看，中國也是很有可能實現這樣的目標的，遠的不說，說近的，為什么比亞迪汽車能在這么短時間，就實現了對特斯拉的超越？為什么中國的汽車出口能在這么短的時間，就實現了對日本的超越？這種超越的速度，不夸張地說，連科幻作家們都不敢想像，現實已經快于科幻了。

　　現在這個中國的可控核聚變創新聯合體已經提出的階段規劃，剛才我們已經類比了，超越了劉慈欣在《流浪地球》里的幻想，而且，你又不得不相信，它一定會實現。

　　我還是想問問，你美國跟不跟呢？

　　就是說，中國現在為了解鎖當代人類工業文明在化石能源物理條件下受到的嚴重制約，已經至少給出了兩套方案：一套，就是從新能源汽車，到新能源火車，再到新能源飛機，以使用和轉化太陽能技術為主，在這方面，不吹牛地說，美國幾乎望不見中國的后背了，叫難望其項背。

　　而另一套，就是可控核聚變技術，如果成了，中國（人類）光靠地球上的海水就能使用100億年，本來，美國是跟中國并跑的，說實話，現在我們也很難對美國的NIF和中國EAST做出到底誰更先進的準確斷定，因為這一切都要受到實踐的檢驗，但是，這時候，一個叫作中國可控核聚變創新聯合體的東西噔地冒出來了，關鍵是美國你跟不跟？你不跟，中國將以巨大的國家力量投入，一定會在短期內就把美國甩下去，那么這個世界的領導權豈不拱手白白送給中國人？如果你跟，這明顯就是當年美國給蘇聯拋出來的另一個星球大戰計劃嘛，就是要戰略競爭、要軍備競賽，也許就是蘇聯解體一樣的大坑在等著美國。

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