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如果有一种能源，能让电费趋近于“零”，能让雾霾成为历史，能让人类不再为石油焦灼——那一定是核聚变。
这种太阳已使用46亿年的终极能量，正在中国实验室里被一步步“驯化”。在科协频道与光明网联合推出的《十年砺剑·未来已来》节目中，清华大学工程物理系教授高喆与新奥集团能源研究院副总工程师杨圆明围绕核聚变技术原理、攻坚历程与产业化前景展开深度对话。
核聚变：终极能源的奥秘
核聚变到底是什么？为什么它如此“诱人”，又如此艰难？
核聚变是核能的一种实现形式。高喆解释：“相对于化学能，核能有非常高的能量效率，高出百万倍。如果核聚变能够实现，会完全颠覆整个能源结构，成为取之不尽、用之不竭的清洁能源。”
聚变与裂变截然不同。裂变是把重原子核“掰开”产生能量，现有核电站即基于此；聚变则是把两个轻原子核聚合在一起释放能量，太阳一直在进行聚变反应，因此聚变研究也被称为“人造太阳”。
玄龙-50U氢硼等离子体实验装置俯视图
素材来源：新奥集团
但实现聚变需要极端条件：上亿度高温、足够的密度和足够长的维持时间。高喆介绍，地球上主要有两条路径——激光或粒子束惯性约束聚变，以及用磁场编织“磁笼子”的磁约束聚变。杨圆明形象地比喻：“维持聚变好比把过山车开到最顶端并稳住，裂变则像停在底端，稍有扰动就回到稳定状态。聚变的难度，在于如何‘稳住顶端’。”
玄龙-50U磁体系统结构图
素材来源：新奥集团
球形托卡马克：更紧凑的“人造太阳”
球形托卡马克是聚变创新的重要方向。高喆比喻：“传统托卡马克像汽车轮胎，球形托卡马克像去了核的苹果，整体呈球形。”这种变革让装置更紧凑、更经济，是提升聚变竞争力的重要尝试。
过去十年，中国球形托卡马克水平进入国际第一方阵。清华大学建成SUNIST-2，新奥先后建成玄龙-50和升级版玄龙-50U。这一路线的快速推进，得益于高校的前沿探索与企业的工程转化能力相结合。
杨圆明介绍，玄龙-50U实现多项基础突破——维持1.2特斯拉磁场、等离子体电流达百万安培、实现高约束模式。“但这些离老百姓理解的‘核聚变发电’还很远，目前做的是物理验证。之后还要工程验证、商业验证，再到发电，这个过程可能是5年、10年，绝不是一两年的事。”
此外，高喆表示，聚变的基础科学原理其实早已验证——1997年欧洲的JET装置已验证聚变能量输出。如今所有研究都指向一个目标：让聚变更可靠、更经济。例如清华大学团队聚焦湍流输运和射频波加热，发现湍流自组织出带状流结构可减少热量流失，让装置更紧凑；而优化加热和电流驱动方式，则关系到未来聚变堆能否稳态运行并具备商业竞争力。
产学研协同：加速奔跑的“人造太阳”
高喆认为，当前聚变研究已形成协作体系：高校专注人才培养和前沿基础研究；国家院所依托大科学装置做主流路线验证；新奥等企业及新兴商业公司则在新路线上快速迭代。
杨圆明补充，高校院所的基础探索为企业创造了入局条件；企业则在风险较高的创新方向上更有动力，同时带动产业链发展。“人才培养、大科学平台、创新探索三者结合，是良性的发展模式。”
值得一提的是，北京也在加码支持聚变领域。新奥与高校在人工智能与聚变结合方面开展合作，获批北京市重点实验室；清华大学研究团队也获批北京市重点实验室，并在北京市科委支持下成立元初新能源理论研究院，借助AI攻关聚变基础物理。
“永远的50年”曾是聚变领域的魔咒。高喆坦言，早年研究者终其一生可能看不到成果，难免悲观。但今天趋势已变：“聚变从实验室走向企业，从物理研究走向工程验证，不再是死循环。”对于公众最关心的“何时用上聚变电”，高喆认为“或长或短，比较普遍的说法是20到30年，也许不会那么长，但至少十年内看不到上网发电。”他表示，高温超导等支撑产业可能率先应用惠及民生。杨圆明则认为：“十年左右可能看到聚变发电，但那是商业化示范，真正并网还需要三五年甚至一代装置迭代的时间。”
面对有志投身聚变的年轻人，高喆寄语道：“聚变研究70多年起起伏伏，但‘人造太阳’的梦想从未丢失。近十年迎来新机遇，年轻人要抓住机会，加快发展，充分正视暴露聚变面临的问题、然后踏实解决，才能实现梦想。”
杨圆明则鼓励道：“聚变涉及众多细分专业，无论学什么都有机会。在人工智能时代，知识获取更容易，关键要打好基础、保持对未知的兴趣。”（记者林佳欣 实习生罗苡柔）
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