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中国核聚变装置BEST主机底座安装完成,标志着项目全面开建

2025年10月1日,中国新一代先进超导托卡马克核聚变实验装置——Best Experimental Spherical

2025年10月1日,中国新一代先进超导托卡马克核聚变实验装置——Best Experimental Spherical Tokamak(简称 BEST)主机底座成功安装就位,标志着该重大科技基础设施项目正式进入主体工程建设阶段。这一里程碑事件不仅是中国磁约束核聚变能研发进程中的关键一步,也彰显了我国在可控核聚变这一“人造太阳”战略领域的系统集成能力与工程突破实力。

以下从多个维度深入解读此次进展的意义与前景:

一、项目背景:聚焦“球形托卡马克”,探索未来聚变堆新路径

BEST装置由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所主导研制,位于安徽合肥“科学岛”。其全称为“先进球形托卡马克实验装置”,设计参数达到国际同类装置领先水平。与传统环形托卡马克不同,球形托卡马克具有更紧凑的结构、更高的等离子体比压和自然稳定性优势,被认为是未来商用聚变反应堆的重要候选构型之一。

BEST项目于2021年获批立项,总投资逾数十亿元人民币,目标是建成具备长脉冲高约束运行能力的中型实验平台,服务于聚变堆关键技术验证、等离子体物理前沿研究以及面向工程应用的集成测试。

此次主机底座的成功安装,意味着装置的核心支撑结构已精准定位,为后续真空室、磁体系统、低温系统、加热系统及诊断系统的逐级装配奠定了基础。

二、技术突破:国产化率高,体现全链条自主创新能力

BEST装置的设计与建造过程充分体现了中国在高端科研装备领域的自主可控能力。据官方披露,该项目关键部件国产化率超过95%,涵盖:

高精度超导磁体绕制技术;大型不锈钢真空室精密加工与焊接工艺;兆瓦级微波加热系统(ECRH/LHCD);高速反馈控制系统与人工智能辅助放电调控算法;极端环境下的第一壁材料测试模块。

特别是主机底座作为整个装置的“地基”,需承受数百吨设备重量,并保证毫米级安装精度以确保磁场对称性。其成功吊装表明我国在大型非标科研设备的机械设计、应力仿真与现场施工协调方面已达世界先进水平。

三、科学目标:破解“三高”难题,推动聚变能源实用化进程

BEST装置的核心科学使命在于解决磁约束聚变走向实用化过程中的三大挑战——“高温、高密度、高约束”之间的协同控制问题。具体包括:

实现长脉冲稳态运行:通过全超导线圈与主动冷却第一壁,支持长达千秒量级的等离子体放电;

探索先进运行模式:如无感电流驱动、自发旋转等自组织现象,降低对外部功率注入的依赖;

测试包层与偏滤器原型:模拟未来聚变电站中氚增殖、热能提取与杂质控制的真实工况;

开展材料辐照效应研究:为CFETR(中国聚变工程试验堆)和DEMO堆提供数据支撑。

此外,BEST还将成为国际聚变合作网络中的重要节点,计划向全球科学家开放实验时间,参与IAEA协调研究项目(CRP)及ITER培训计划。

四、战略意义:服务“双碳”目标,抢占未来能源制高点

在全球应对气候变化、推进能源转型的大背景下,核聚变被视为终极清洁能源解决方案。它具有燃料资源丰富(氘可从海水中提取,锂用于氚再生)、固有安全性高(无链式反应风险)、放射性废物少且半衰期短等突出优点。

中国近年来持续加大聚变投入,形成了“EAST(东方超环)→ BEST → CFETR → 聚变示范电站(Fusion Pilot Plant)”四级递进的发展路线图。其中:

EAST致力于基础物理探索;BEST专注新技术验证;CFETR(预计2035年前后建成)将实现百兆瓦级聚变功率输出并具备氚自持能力;FPP最终目标是在本世纪中叶建成商业可用的聚变电厂。

BEST的全面开工,正是这条战略路径上的关键衔接点,有助于缩短技术迭代周期,加速中国由“跟跑”向“并跑”乃至“领跑”的转变。

五、未来展望:融合多学科前沿,引领新一轮科技革命

随着人工智能、数字孪生、量子传感等新兴技术的融入,核聚变研究正进入智能化新阶段。BEST装置将配备先进的在线监控与预测控制系统,利用机器学习模型实时优化等离子体位形,预防破裂事故;同时构建虚拟调试平台,在物理实验前完成全流程仿真。

更重要的是,BEST项目的实施将带动一批尖端产业成长,包括:

高性能超导材料(如Nb₃Sn、REBCO高温超导带材);极低温制冷设备(液氦温区大型冷箱);真空与表面处理技术;强流中性束源与射频发射系统;辐射防护与远程操作机器人。

这些技术溢出效应有望广泛应用于航空航天、医疗设备、半导体制造等领域,形成“聚变+”创新生态。

结语:

BEST主机底座的安装完成,看似只是一个机械步骤,实则是中国迈向“人造太阳”梦想的新起点。它不仅承载着数百名科研人员十余年的智慧积淀,更寄托着民族对未来可持续能源的深切期盼。

正如一位参与该项目的工程师所言:“我们不是在建一台机器,而是在为人类的下一代点亮一盏灯。” 当未来的某一天,清洁、无限、安全的聚变电力照亮万家灯火时,人们或将回望这一刻——2025年秋,在江淮大地上悄然竖起的那个钢铁基座,曾默默托起了一个时代的希望。

延读建议:关注EAST最新破纪录放电成果、ITER建设进展、英国STEP计划、美国SPARC项目,以及中国牵头的国际热核聚变实验堆(ITER)采购包履约情况,可全面把握全球聚变发展格局。

评论列表

云飞嶂
云飞嶂 15
2025-10-08 15:12
对人类的意义重大!对老百姓的电费没有任何意义!

安康符一静儿 回复 10-12 10:14
这是改变人类对能源的,,,重大意义