2025年可控核聚变专题报告：国内实验堆进展如何

可控核聚变路线图：2030年工程堆，2050年原型电站

近期可控核聚变催化频频：政策定调、产业推动、资本加码

国务院国资委2024年10月明确将核聚变列为重点未来产业，提出“超前布局、梯次培育”； 2025年是核工业创建70周年，中核集团将落地一批重大项目，推动核能“三步走”战略；  2025年3月，两大能源国企拟增资17.5亿元参股中国聚变能源公司，加速商业化进程。

可控核聚变当前已进入工程可行性验证阶段

1991年，欧洲JET装置实现核聚变史上第一次氘氚运行实验，聚变功率 达到1.7MW，能量增益因子Q值达0.11-0.12 。1993年，美国TFTR装置氘氚运行也获得成功，聚变功率达到5.6MW， 能量增益因子Q值达0.28。 1997年，欧洲JET装置又创下聚变功率为12.9MW的世界纪录，能量增 益因子Q值达0.60 。 1998年，日本JT-60U装置，能量增益因子Q值达到1.25。2006年，ITER项目正式启动，目标聚变功率达到500MW，能量增益因 子Q值达到10。

国际进展：2050年为建成并投入运行DEMO的关键时间节点

尽管各国研究进展存在差异，部分国家将2050年定为建成并投入运行能够发电的核聚变示范型反应堆 (DEMO)的关键时间节点。

国际公认聚变能源开发重要节点

能量平衡、氚自持、可利用率、耐辐照能力4个指标最为关键，可用于各种聚变堆的技术性能差异比较。聚变能源发展需要跨越4 个里程碑节点。节点1为当前的领域最优水平；节点2为ITER水平；节点3为聚变商业示范堆（DEMO）水平；节点4为第一代商业 堆水平。

多种可控核聚变项目技术路线并行

世界主要磁约束聚变装置包括托卡马克、仿星器、磁镜等, 其中托卡马克最容易接近聚变条件而且发展最快。我国正式参加了 ITER项目的建设和研究。我国正在自主设计、研发CFETR项目是ITER装置与聚变示范堆 (DEMO) 之间的桥梁,。惯性约束聚变将某种形式的能量直接或间接地加载到聚变靶上, 压缩并加热聚变燃料, 在内爆运动惯性约束下实现热核点火和燃 烧。中国已已成功建成8-10 MA的“聚龙一号”装置。

国内聚变堆：从实现“聚变反应” 跨向“工程化”

“星火一号”：聚变-裂变混合实验堆

2023年11月12日，中核集团与江西省政府签署《全面战略合作框架协议》。联创光电超导和中核 聚变（成都）签订了协议，双方计划联合建设聚变-裂变混合实验堆项目。2024年12月，联创光 电中标中核集团“星火一号”项目，首个订单金额4180万，标志着该项目正式启动。 技术目标：Q值（聚变能量增益因子）大于30，实现连续发电功率100MW。工程总投资预计超过 200亿元。

“BEST”：紧凑型聚变能实验装置

BEST装置是全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）的后续项目，将在第一代EAST装置的基础上，首次演示聚变能发电， 并有望率先建成世界首个紧凑型聚变能实验装置。  2025年1月20日，EAST在安徽合肥创造新世界纪录，首次完成1亿摄氏度1000秒“高质量燃烧”，标志我国聚变能源研究实 现从基础科学向工程实践的重大跨越。 BEST装置将使用真实的原料氘和氚进行可控核聚变反应，计划在2027年建设完成，并在全球首次演示聚变能发电。

“CFETR”:中国聚变工程实验堆已完成总体集成工程设计

中国聚变工程实验堆（CFETR）是中国自主设计和研制并联合国际合作的重大科学工程。聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT）是为CFETR研究关键技术及搭建综合性研究平台。CRAFT项目目标2025年底完全建成。截至2024年5月，CRAFT项目总体进度已达70%，主体工程已完成116项关键里 程碑当中的76项，项目从子系统的实验室研发测试阶段进入关键部件的研制和现场集成及调试阶段。2024年12月29日， CRAFT子系统“聚变工程堆中心螺管系统”已完成首轮测试。

2025年1月14日，CRAFT园区内中国成功研制强流直线等离子体装置“赤霄”，每平方米每秒钟可喷射亿亿亿个粒子，为 CFETR提供科技利器。 强流直线等离子体装置“赤霄”可用于模拟尖端的实验环境，来测试研制出的材料是否达标。“赤霄”装置能够模拟“人造太 阳”内部的等离子体粒子流冲击环境，为科研人员提供一个尖端的模拟实验平台。通过这一平台，科研人员可以测试并筛选出 能够承受高温和强粒子流冲击的壁材料，为CFETR的研制提供有力保障。

“Z-FFR”:聚变—裂变新型混合堆方案

Z-FFR项目具备经济性。电功率为1000MW的Z-FFR只需要1个驱动器，总建造成本约为30亿美元，与 第三代热中子反应堆相当；Z-FFR可以方便持续地燃烧铀-238、钍-232，相应的资源利用率>90%，较 热中子反应堆提高两个数量级。

HL-3: “环流三号”的核心任务是实现“聚变点火”

2024年5月，新一代人造太阳在150万安 培等离子体电流下实现高约束模式（H模） 运行。

2024年6月，首次实现新型先进磁场 结构。

装置参数潜力方面，新一代人造太阳目 前仅释放40%设计能力，未来潜力巨大。

新一代人造太阳作为ITER“卫星装置” 面向全球开放，吸引17家国际科研机 构参与联合实验，提升了我国在聚变 技术领域的国际话语权。

报告节选：

编辑：火腿肠