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核聚变科技:从《辐射》走进现实

体验过《辐射》系列游戏的玩家,肯定对其中无处不在的核能科技印象深刻。

在那个架空的未来世界,核能简直是“万能燃料”。从士兵的动力装甲到家用机器人的能量来源,甚至是满大街跑的汽车,都采用了核能技术,科幻感十足。

曾经,在我们的认知里,像核电站这样的核能项目,需要汇聚全国顶尖科研力量,调配庞大资源才能推动,离商用、民用还远得很。

但如今,《辐射》里看似科幻的剧情,已经部分走进了现实

近两年,中国的民营核聚变项目发展迅速,其中就包括了米哈游、蔚来投资的国内企业能量奇点。

核聚变科技:从《辐射》走进现实 核聚变 民营科技 工业崛起 技术创新 第1张

能量奇点的高温超导托卡马克装置“洪荒70”,在2024年建成全球首台全高温超导托卡马克装置,并产生了高达22.4特斯拉的磁场,刷新了由美国公司保持的世界纪录。

今年4月16日,新奥集团的“玄龙-50U”球形环氢硼聚变装置也取得了重大突破,实现了高温高密度百万安培(兆安)等离子体电流。

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要说为什么最近民营核聚变能在近两年迎来突破,还得从最近美国的一次制裁行为说起。

制裁下的突破

今年6月,美国商务部突然宣布暂停给核电站关键零部件和设备出口中国的许可证,包括西屋电气、艾默生等核电设备供应企业都接到了禁令通知。

西屋电气在核电圈有着举足轻重的地位,其反应堆压力容器是反应堆的关键“外壳”,对材料和制造工艺要求极高。

艾默生则主要供应高可靠性核级仪表,能精准测量核电站运行中的关键参数,对保障核电站稳定运行起着关键作用。

然而,民营搞聚变却“绕过”了那些被卡脖子的裂变核电部件,反而更灵活。

民营企业搞聚变不用西屋的核主泵、不用艾默生的反应堆仪控,而是采用托卡马克、FRC、激光等设备,所需核心是高温超导磁体、真空容器、电源系统、低温冷却等,这些中国很多都能自产。

多路线并行的优势

除了科技、工业上的崛起外,民企搞核聚变的另一大原因,就是聚变反应类型多,技术路线分叉极多,民企快速迭代的本事正好可以进行“赛马式”的多路线尝试。

目前没有任何一种路线可称为“最优解”,每条路线都有关键痛点。例如:托卡马克装置庞大、稳定性差;激光点火路线激光器损耗高、效率极低;金属等离子撞击路线瞬时温度高但难以控制。

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未来可能会有“高端聚变、低端聚变、舰载聚变、农村聚变”,不同市场定位对应不同技术路径。中国的能量奇点直接All in高温超导托卡马克,赌小型化、低成本的路线;聚变新能则更偏传统托卡马克但强调工程集成效率。

效率与成本

民企在核聚变上的另一大优势,就是工程上的极致效率、成本。

全球变暖的影响使得各国急需找到替代能源,核聚变作为“终极能源”,清洁且几乎无限成为各国眼中的香饽饽。但问题是大家等不及了。

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这时民企那种“卷效率”、“拼成本”的本事就派上了用场。

比如核聚变里最硬核的部件之一是超导磁体,得把上亿度高温的等离子体死死锁住。能量奇点直接跟国内供应商合作,用现成的超导材料和技术稍微优化一下就做成了核聚变需要的超强磁体。

路遥知马力

有了这些硬核的工程能力,中国的民企在效率、成本上做到了一个什么程度?

ITER是35个国家联合搞的托卡马克项目,从2006年启动到2024年预算已经从最初的50亿欧元飙到200亿欧元(约合220亿美元),而且还在涨。

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而能量奇点的“洪荒70”,总造价在1.3亿人民币(约0.18亿美元)左右,而且前后只花了两年多。

新奥集团的“玄龙-50U”,总成本也仅在十多亿左右。从开始研发到实现了全球首次百万安培级氢硼等离子体放电总共只用了5年。