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从科学岛到“聚变之城” 大科学装置尽显“聚变”效应

来源:安徽网 责任编辑:黄秀环 2026-07-14 17:28:29

【新华企业资讯7月14日】2026年6月下旬,合肥聚变产业好戏连台、捷报频传。关键核心技术攻关,科技创新成果频出,资本持续加码赋能,产业集群加速成型。这座科创之城,这群追光之人,凝心聚力,奋力抢占核聚变能发展制高点,不断催生新质生产力,为实现国家高水平科技自立自强贡献更大力量。

6月27日,中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所“人造太阳”项目取得最新进展。环向场(Toroidal Field,TF)磁体研制成功,通过专业组内部测试验收;高温超导中心螺管线圈顺利完成制备,通过满参数测试。此举标志着我国已全面掌握聚变堆核心磁体设计及研制技术,核心技术实现100%国产化,综合性能跃升国际前列。

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图为CRAFT环向场(TF)磁体顺利完工

与此同期,资本市场的聚变赛道热度飙升。科大硅谷片区企业星核聚变完成8.3亿元首轮融资,投后估值近30亿元,刷新国内民营商业核聚变领域首轮融资的规模纪录,继续专注于“高温超导+先进准等动力(QI)”仿星器技术路线;星能玄光则连续完成5亿元A系列两轮融资,继续提升和推进高性能FRC(Field-Reversed Configuration,场反位形)装置的研发;聚合聚变完成数亿元天使轮融资,用于FRC脉冲磁约束聚变装置迭代研发、核心关键部件自研、工程体系搭建与高端人才梯队扩容,助力FRC脉冲磁约束聚变产业化……

短短数日,合肥聚变产业实现多赛道同步提速。前沿科学研究持续突破、产业资本加速入局、关键核心技术攻关加速推进、全链条产业化加速成型,在科研与资本、工程化与产业化等多个维度同时发力,引起社会的广泛关注。

而这一切并非偶然。从1978年起,等离子体物理研究所扎根合肥西郊科学岛,至今在核聚变领域已深耕了近半个世纪。从HT-6B、HT-7到EAST、CRAFT、BEST、CFEDR,一代代科研人坚守初心、潜心求索、薪火相传,甘坐“冷板凳”、勇啃“硬骨头”,铸就今天聚变产业的蓬勃之势,初步形成“核聚变大科学装置+链主企业(上下游企业)+科研机构(高能级研发平台)+产业基金+产业先导区(科创示范区)+配套支持政策”六位一体的产业生态。

合肥的聚变之光,从“一座岛”照耀到“一座城”,这是一场跨越半个世纪的接力,也是一个关于大科学装置如何催生新质生产力的生动样本。

捷报频传:从科技阵地持续攻坚到资本市场全面开花

中国自古流传“夸父逐日”的传说,那份向着心中目标奋力奔赴的执着,穿越千年依旧鼓舞着每一个追逐理想的人。而今,在合肥科学岛以北地区的未来大科学城,正有一群“夸父”在建设 “聚变堆主机关键系统综合研究设施(英文简称“CRAFT”,谐音“夸父”)”。他们将建成国际磁约束聚变领域参数最高、功能最完备的综合性极端实验平台,攻克聚变堆主机关键系统和偏滤器与超导磁体材料/部件在堆工况下的服务性能等技术难题,它是合肥获批综合性国家科学中心后,首个落地建设的重大科技基础设施,列入国家 “十三五” 优先部署大科学装置。

近期取得重大进展的环向场(Toroidal Field,TF)磁体是CRAFT最大的部件,体积是国际热核聚变堆ITER TF磁体的1.3倍,储能是其3倍。历时6年,经过设计、预研、研制、测试等一系列关键环节,最终实现100%国产化。同期,CRAFT另一个超导磁体部件高温超导中心螺管(CS线圈)完成验收与测试,稳定载流60千安,储能6.03兆焦,最大磁场变化率每秒5.1特斯拉,接头电阻0.87纳欧,实现了材料、设计、工艺100%的国产化。这意味着中国向实现商业化聚变发电目标,再迈出关键一步。

在CRAFT的不远处,与之并肩推进建设的是紧凑型聚变能实验装置BEST(Burning plasma Experimental superconducting Tokamak),聚焦氘氚自持燃烧与聚变发电演示。2026年以来,备受关注的BEST项目建设整体节奏不断加快、主机系统搭建持续提速。6月30日,装置第一段主机组件顺利完成精准吊装。这是BEST装置主机核心关键部件之一,其整体形似一个精密的“橘子瓣”,承担着为等离子体提供超高真空环境的重要功能,需承受巨大的电磁载荷和热负荷,是保障装置安全运行的重要屏障。按计划,BEST力争2028年基本建成,2030年前后演示用核聚变发出第一度电。

与大科学装置如火如荼的建设态势一样,聚变产业的商业端同样热潮涌动、活力迸发。2025年11月在合肥成立的星核聚变,专注于“高温超导+先进准等动力(QI)”仿星器技术路线,聚焦先进超导仿星器路线,致力于实现稳态、无破裂风险的聚变能发电。首轮融资8.3亿元,刷新了国内民营商业核聚变领域已知规模最大的首轮融资纪录。由上汽金控、恒旭资本、深创投、中科创星联合领投,24家头部投资机构联合下注,让这家成立不到一年时间的企业,一夜之间被资本簇拥,进入全球资本视野。

2024年由中国科大赋权成立的星能玄光,则专注于高性能场反位形(FRC)聚变装置的原型研制。2025年2月,星能玄光首台脉冲FRC实验装置Xeonova-1实现等离子体放电;2026年1月,先进场反磁镜聚变装置FLAME实现首次等离子体放电,标志着星能玄光正式迈入物理实验阶段。6月,该公司完成5亿元A系列两轮融资,加快布局X系列脉冲压缩FRC高参数验证装置的设计与建造,预计2030年前后实现兆瓦级聚变功率输出和Q>1的能量增益里程碑,2035年左右打造百兆瓦级聚变工程堆并推进商业化并网。

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星能玄光FLAME装置“第一束光”诞生的瞬间(来源:合肥星能玄光科技有限责任公司)

2026年3月加入聚变赛道的聚合聚变,同样聚焦FRC脉冲磁约束聚变装置,已完成数亿元天使轮融资。资金将主要用于FRC脉冲磁约束聚变装置迭代研发、核心关键部件自研、工程体系搭建及高端人才梯队扩容,进一步推动FRC脉冲磁约束聚变技术从科学验证走向系统化工程落地。

从科技阵地持续攻关到资本市场全面开花,合肥这座兼具科研底蕴和创新魄力沃土城市,正全面推动科技创新和创业创新的深度融合,不断加强原始创新和关键核心技术攻关,一体化推进教育科技和人才的发展,保持定力持续攻关努力抢占核聚变能发展制高点,为实现国家高水平科技自立自强作出更大贡献。

厚积薄发:数十年“冷板凳”焐热“聚变”路

合肥聚变产业今天的蓬勃景象,绝非一日之功,而是半个多世纪的科研积累、十余年的产业布局、五年来的资本聚集合力而成。

所谓核聚变,是指两个或多个轻原子核在极端条件下聚合形成一个较重的原子核,并释放出巨大能量的核反应过程,这也是太阳发光发热的原理。因此,核聚变装置常被称为“人造太阳”。与传统化石能源相比,核聚变几乎不产生温室气体和长寿命放射性废物,被视为人类理想的“终极能源”。

合肥与“人造太阳”的缘分,始于1978年。那一年,中国科学院等离子体物理研究所正式成立,成为中国核聚变研究的“国家队”之一。此后近半个世纪,一代代科研人员在这里默默耕耘,埋头创新,让我国稳态磁约束核聚变研究走在国际前列。

HT-6B、HT-6M、HT-7等多个托卡马克装置先后建成并运行后,全超导托卡马克核聚变实验装置EAST于2000年正式开工建设,2006年建成并开启实验运行,成为合肥人最熟悉的“人造太阳”实验装置。

此后近20年,EAST持续创造世界纪录。2025年1月,EAST实现超1亿摄氏度、1066秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行,首次完成“亿度千秒”的“高质量燃烧”。这一突破标志着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。

EAST之后,合肥又相继布局了聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)和紧凑型聚变能实验装置(BEST)。如果说EAST承担基础物理实验与技术验证,CRAFT则是工程验证平台,而BEST是从“实验堆”迈向“示范堆”的关键一跳。三大装置梯次布局、协同攻关,形成了覆盖实验研究、技术集成、工程示范的全超导大科学装置集群。这种从基础研究到工程验证再到商业化示范的完整链条,在全球范围内都属罕见,也为聚变产业发展奠定了坚实基础。

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聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)

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紧凑型聚变能实验装置(BEST)

依托聚变大科学装置多年来的建设基础和“沿途下蛋”机制,合肥聚变全链条产业生态已初具规模,集聚重点企业约70家。产业链上游,围绕超导材料,集聚了合肥上超材料、夸夫超导等企业;产业链中游,围绕装备制造,集聚了合锻智能、中科海奥、曦融兆波、应流机电等企业;产业链下游,有聚变新能、星能玄光、星核聚变等企业,力争早日实现聚变商业发电。另外,还衍生孵化出中科离子、中科太赫兹、中科凯凌等高新技术企业。

多元布局:四条技术路线并行 多元化布局商业路径

想要在地球上模拟太阳及其他恒星内部持续进行的能量产生机制,其实很不容易。地球上没有恒星级别的引力压缩,必须用人工手段精确控制等离子体的超高温度、高密度和长约束时间,同时还要实现聚变反应的持续、稳定、可重复进行。因此,人类在通往清洁能源终极目标的道路上,依旧横亘着巨大的技术挑战。而在当下,聚变技术路线也尚未收敛。托卡马克、仿星器、场反位形、反场箍缩……不同路线各有优劣,全球聚变界仍在“百家争鸣”。

合肥的选择是,多元化布局核聚变能商业技术路径,不把“鸡蛋”放在一个“篮子”里。

托卡马克路线是目前国际公认最成熟的方案。合肥的链主聚变新能公司,牵头推进紧凑型聚变能实验装置BEST建设,将开展氘氚自持燃烧实验并验证全套聚变堆工程技术,点亮聚变发电“第一盏灯”,为我国聚变示范堆建设打下基础。

场反位形路线则以紧凑结构、高比压和较低系统成本为优势。合肥集聚了星能玄光、聚合聚变两家企业,均建设直线型的场反位形装置。星能玄光的中短期目标是2030年实现功率在1千万瓦左右的小型聚变示范堆,远期做到1亿瓦以上,相当于小型火电机组的规模。

仿星器路线凭借天然稳态运行、无等离子体电流、安全性更高的特性,被视作聚变商业化探索的重要方向,同时因工程结构复杂被称为“磁约束中的皇冠”。合肥已集聚星核聚变、蔚蓝恒星、岩磁科技3家企业,建成国内首条仿星器三维超导磁体产线,正在分别攻坚三维扭曲线圈稳态约束等技术。其中,星核聚变面向未来商业化建设的第一座关键验证平台计划于2026年底实现首次等离子体放电,而正在同步推进的“星核一号”重点验证新一代先进仿星器磁场位形和全高温超导技术,打造通向更高参数先进仿星器装置的关键技术底座。

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仿星器结构示意图(来源:合肥星核聚变能源科技有限公司)

另外,在反场箍缩路线方面,中国科大自主建成KTX(Keda Torus eXperiment) “科大一环”,是当前国内完全自主设计研制的大型反场箍缩磁约束聚变实验装置。作为差异化环形磁约束实验平台,该装置依托等离子体自生磁场实现高功率密度约束,具备仅依靠欧姆加热即可逼近聚变点火区间的独特优势,填补了我国反场箍缩大型实验平台空白,完善合肥多路径聚变研发体系。

据统计,国内现有约27家聚变主机企业,合肥是技术路线覆盖最全面的城市之一,已集聚6家聚变主机企业,建成3个大科学装置,在建6个商业装置,实现磁约束聚变技术路线多元化布局。这种多元化布局可避免押注单一技术路线带来的系统性风险,不同路线的资源可优势互补、形成差异化竞争优势,协同构建梯度化的商用时间表,持续吸引人才、项目、资本的集聚。

任重道远:政策、资本、人才、场景四轮驱动

聚变产业投入规模大、技术门槛高、回报周期长,需要“耐心”资本与“长期主义”的支持。

2026年1月,合肥产投集团发起设立合肥未来聚变能创投基金,以国有资本前置介入推动成果转化与产业集聚。同日,由科大硅谷公司联合中科创星、君联资本、联想之星、合肥创新投等15家机构发起成立“聚变金融机构联盟”,截至目前成员单位已突破250家。

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聚变金融机构联盟成立现场(来源:科大硅谷公司)

人才支撑同步加码。合肥工业大学聚变科学与工程学院于2026年1月揭牌,联合科研院所、领军企业四方共建;合肥理工学院于2025年12月成立聚变工程学院;安徽理工大学于2026年4月也成立了聚变工程学院。多所高校联动布局聚变能源人才培养,为合肥打造“万亿聚变城”持续输送生力军。

空间载体也在加速落地。合肥规划建设总面积约2.3万亩的聚变科创示范区,选址长丰县。2026年3月,《合肥聚变科创示范区概念规划》启动编制,将科学规划未来10年、25年的发展愿景。一座瞄准万亿级产业未来的“聚变之城”,正从蓝图走向现实。

产业生态方面,2023年成立的聚变产业联盟已升级为聚变产业联合会,汇聚200余家会员单位。联合会设立14个专业工作组协同攻关关键技术,推动关键部件设计、材料、工艺、装备、检测、运营全链条产业发展。作为全国少数可实现聚变核心部件本地配套的城市,合肥本地配套可将交付周期压缩至1至2个月。

此外,合肥还将BEST项目视为超级场景,聚焦建设所需的新技术、新产品,面向产业链上下游企业开放场景生态,组织链主企业编制形成“聚变商业化关键技术验证迭代与多域赋能场景”,目前正在申报国家标志性重大应用场景。

2026年全国两会上,核聚变作为“未来能源”核心领域首次被写入政府工作报告。“十五五”规划建议也将发展核聚变能列为新的经济增长点,确立为“未来产业”重点发展方向。这将促进可控核聚变从“实验室”加速走向“工程化”“产业化”的快车道。

而在合肥这座冉冉升起的“聚变之城”,科学家们深耕实验室,攻克上亿度人造太阳的技术壁垒;工程师奋战建设一线,把各类精密部件装配进人类结构最繁复的聚变实验装置;投资人则以“耐心资本”托举这份长周期能源理想。相信终有一天,当聚变之光点亮万家灯火,它照亮的从不只是一座城,更将是人类能源自由的崭新未来。(项磊、焦梓妍)

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