果然又有人唱衰。

如果未来美国搞出来了，中国没搞，估计骂得最凶的也是这批人。

中国的大型项目，从来都是一步一个脚印。

载人登月如此，可控核聚变亦如此。

这是过去，中国可控核聚变，东方超环（EAST）踩下的一个个坚实的脚印：

1996年，HT-7U立项国（中国首个超导托卡马克），2003年更名EAST。
2006年9月28日，首次放电20~200KA，实现温度1亿℃，但持续时间不足3s。
2016年1月28日，5000万℃温度持续时间大大突破，达到102s。从此以后，中国人造太阳领先世界。
2016年11月2日，实现对等离子体的稳态高约束，持续时间60s。
2017年7月3日，5000万℃温度的长脉冲稳态高约束，持续时间达到101.2s。
2021年5月28日，超高温度长时间持续，1.2亿℃实现持续101s，1.6亿℃实现持续20s。
2021年12月30日，7000万℃的长脉冲高参数等离子体持续时间突破，达1056s。
2023年4月12日，长脉冲稳态高约束持续时间突破，达到403s。
2025年1月20日，1亿℃高温长脉冲高约束突破，持续时间1066s。

当然，过去的各种报道，往往交代不明。

大众不知所云。

都是各种突破、突破……

一会儿是这个温度持续这个时间，一会儿是那个温度持续那个时间，那究竟突破了个啥？

我这里来详细解释一下。

可控核聚变需要足够高的温度，这个大家都容易理解。

温度足够高，氢核碰撞的能量足够高才能打破强相互作用力，从而发生聚变。

约束足够高，氢核密度足够的大，才能增加碰撞概率，提升反应速率。

太阳内核压强高达2500亿个大气压，氢可以在1500万℃条件下持续聚变。

如果你无法提供这么高的压强，就只能退而求其次，提高温度。

典型托卡马克等离子体压强大约为200-300kPa，也即2~3个大气压。

理想条件下，托卡马克装置内部的聚变材料反应速率如下：

可以看出，氘氚（D-T）聚变是最容易实现的：

氘氚（D-T）大约在1000万℃就会开始反应，氘氘（D-D）需要2000万℃，氘氦3（D-3He）需要5000万℃。

而且，2亿℃附近，氘氚与其它材料具有最大的反应速率差距。一直到10亿℃附近，氘氚的反应速率都有显著的优势。

• 之所以温度超过10亿℃，反应速率反而降低了，是因为温度越高反应截面（粒子发生相互作用的有效碰撞面积或概率）反而更小。

虽然超过2000万℃氘氘和氘氚聚变都足以发生，但温度太低时反应速率过低，1亿℃以上一般认为是氘氚反应堆可行的最低温度。而氘氦3需要10亿℃，氘氘更是需要100亿℃。

所以，现在的托卡马克装置基本都是以实现氘氚聚变为目的。

之所以，1亿℃作为重大突破，便是因为达到了聚变堆门槛。

所以，中国2006年第一次达到1亿℃高温，是非常关键的一步。

要知道，这是「可控核聚变永远需要50年」这个大众文化梗，几乎全民皆知的时代。

2000年以前，任何温度超过1亿℃持续时间都低于1s。

但仅仅只有高温也不行，因为你最终要实现的是「可控」核聚变。

可控两个字背后，那就不简单了。

首先你单单达到高温也不行，你至少主要的高温持续时间要足够的长。

这个阶段的突破，其实是非常艰难的。

要知道，2000年以前持续时间最长的是1996年的法国（Tore Supra），持续120s，但温度仅仅1000~2000万℃。

中国从突破1亿℃的3s，到5000万℃持续102s，用了足足10年的时间，在2016年才达成。

当然，这么高的温度，持续这么长的时间，也让中国的高温脉冲放电，成为世界领先。

接下来也迎来了，中国突破较快的时代。

可见，持续时间的技术突破，重要性并不亚于高温的突破。

但高温持续，仅仅只是聚变条件之一。

你要能实现聚变，氘氚等离子体的浓度必须足够高，所以就必须进行高约束，通过电磁力把这些高速旋转的等离子体，更高密度地束缚在一起。

我们知道，如果我们手上握了一拳头的沙，用劲反而更加握不住。

所以，仅仅束缚在一起还不够，还需要运行足够的稳定。也即，离子体放电要达到一个长期可维持，不再明显随时间演化的状态。

这就是稳态高约束。

于是有了，2016年底，持续60s的稳态高约束突破。

受到装置稳定性、散热等工程条件的各种原因，稳态高约束不可能一直持续下去。那么不断各种优化现有装置，尽可能的实现长时间维持高约束的稳态放电。

那它就是长脉冲稳态高约束。

在相同的5000万℃高温，实现长脉冲稳态高约束，并持续接近的时间（100s出头），中国仅用了1年的时间。

接下来是冲击更高的温度，以及更长的稳态持续时间。

接下来又是分步实现。

2021年率先达成1亿℃级别高温的长时间持续，年底实现7000万℃亚亿级高温的长脉冲高参数，超长时间持续，也即达到1056s，接近20分钟。

在高温持续时间上，来到了真正工业级的门槛上。

2023年，在高质量长脉冲的基础上，使得等离子体的约束更强、更优秀的稳态，总持续时间略微降低，但也达到了403s。

到了2025年初，终于把1亿℃高温的长脉冲高约束，做到了1066s的工业级门槛的持续时间。

长达20多年的运行和不断突破，EAST其实已经达到了瓶颈，或者说是达到了设计上限。

未来要实现工程堆，乃至于原型电站，还需要迈出更多的一步步的坚实步伐。

其中，仅仅要实现工程堆，就需要更多的长脉冲稳态高约束研究。

显然东方超环的配置对于未来来说，已经不太够。

中国BEST的建设就变得非常重要了起来。

可控核聚变要真正的工业化，必须使能量产出大于能量消耗。

也即，聚变增益Q值（产出/消耗）大于1。

$Q_{E}\equiv\frac{P_{fus}}{P_{heat}}=\frac{1}{\eta_{heat} f_{recirc} \eta_{elec}(1-f_{ch})}$Q_{E}\equiv\frac{P_{fus}}{P_{heat}}=\frac{1}{\eta_{heat} f_{recirc} \eta_{elec}(1-f_{ch})}

然而可控核聚变要持续运转，输出热量成为后续聚变输入能量，通常需要Q大小在2~4之间。

考虑到系统自身的能量损失，Q值实际需要5~8。

目前世界范围内的实验装置，主要目标是实现Q＞1。

长时间的高温持续，是Q＞1的关键。

而过去20时间的长脉冲稳态高约束突破，已经让Q＞1变成了实际可行，已经不单单是理论上。

只需要相关装置设计达到，就自然而然能实现。

所以，中国BEST的设计，直接就是Q＞1。

也即，未来主要在实现Q＞1的条件下，进行各种实验。

这方面主要与中国竞争的，正是美国。

美国的SPARC，设计也是Q＞1。

而在Q值上限上，中国BEST的最大设计是Q=5。美国SPARC的则是 $Q_{physics}$Q_{physics} 能达到11。

这里和Q不同的是，美国的代表的是等离子自身的Q值，而不是整个装置放电的Q值。

根据预期是否悲观和乐观，能达到的放电Q值大约为1~5。

也即，在设计上中国BEST和美国SPARC，基础放电Q值和最高放电Q值，基本相当。

整体1~5。

当未来 Q=1~5 的技术足够成熟后，再反扑到工程堆。

那么设计上限 Q＞10 的工程堆，就有望把放电能力，提高到真正的电站级水平。

所以，中国 BEST 核聚变装置的核心意义，并不在于发不发电。而是在于发电要做到 Q＞1，甚至更高。

同时在这个的基础上做到足够稳定、持续时间就够的长。然后再把相关的成果反哺到工程堆，甚至是未来的原型电站上。

它不是让你一口吃撑大胖子，而是未来技术关键突破的极其关键的一口。

中国的工业堆CFETR的设计和建设，正是按照Q＞10来的。

实现等离子体中心场强5.0T，纵场超导磁体最高磁场11T，以及超导中心螺管磁体最大可提供165wb伏秒的物理设计要求。

CFETR的配置和高要求，以及目标都不亚于国际托卡马克（ITER）。

从另外一个角度来说，即便未来ITER失败了，中国也可以单干。

当然，未来可控核聚变电能要足够的廉价，可能需要Q＞30。这个目标，可能需要未来的原型电站来解决了。

但无论怎么样，21世纪以来，中国为主的可控核聚变技术突破线路，是非常清晰的。

一步步的脚印、一步步的台阶。

未来的目标、计划，也随着技术的不断突破，越来越清晰。

同样是「可控核聚变需要50年」，在梦想家手里和实干家手里，将会是截然不同的结果。

回望整个人类技术史。

面对跨时代的，前所未有的高难度技术突破。

有人敢想敢做。

有人只敢想不敢做。

有人想都不敢想。

运动是宇宙的主题，能源是运动的基础，更是推动人类社会生产力突破性变革的关键。

我始终认为，在能源上做文章、求突破，是“道”，是“大道”；在其他领域的成就，虽然也很伟大，但最多算是“术”而已。

有人可能要问：我们现在推行的新能源车代替燃油车，以及清洁能源的发展和应用，算是能源领域的突破吗？

我只能说，这些只能算过程中的创新，根本算不上突破。

为什么呢？

因为现在所谓的新能源，比如主流的电能，其本质还是发出来的电。而发电中占大头的还是化石燃料燃烧发电（水力、风力、核能发电总体上占比仍然较少），可见，目前的新能源背后仍然有大量化石燃料的燃烧，低效而不清洁。

其次，水力、风力等能源清洁，但产能太小，目前只能是辅助，还撑不了场面。

那么，什么方式才能算得上能源领域的变革性突破？

核能。核能的获取途径主要是两种：

核裂变和核聚变

其中，核裂变发电已经有所运用和实践了。其优点是技术成熟，能产生稳定可靠的电力供应，不会排放二氧化碳等温室气体。但其缺点是会产生大量的放射性废物，需要妥善处理和储存，否则会对人类和环境造成严重危害。

但核聚变发电就不一样了

它能产生的巨大清洁能源，且不会产生放射性废物，也不会造成环境污染。而且，核聚变所需的原料（氘、氚）相对丰富，可以从海水中提取。

1 公斤氘和氚的核聚变反应释放的能量约为 1.1 万吨标准煤，或者 8600 吨石油。一个游泳池那么多的海水，提取出来的氘就够一个大城市用一年。有专家估算，若这项技术完全成熟，我国可利用的核聚变原料（比如氘和氚）储量足够用2万年，成本远低于传统能源。

因此，核聚变又被称作"人类理想的终极能源"。

但是，核聚变很长一段时间只有理论和部分实验支撑，距离工业化运用甚至成熟的商业化运用很远。

因为，核聚变的技术难度太大了，它需要极高的温度和压力，还需要解决等离子体约束和稳定、材料选择和耐受、中子活化和辐射防护等问题。

核聚变是指由质量小的原子，在超高温（一亿度以上，超过太阳核心温度）和高压等条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式；核裂变是指由重的原子核分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。

以前的核聚变实验，要么温度达到但持续时间短得可怜，要么时间还算长但温度又达不到聚变条件。

该怎么办呢？

科学家们想了个办法：用超强磁场编织一个“无形的笼子”，把温度高达 1 亿度的“小太阳”——高温等离子体困在里面，用强磁场把高温等离子体“悬浮”起来，既不接触容器壁，又能维持聚变反应，这就是托卡马克装置的核心原理。

2025 年 1 月，我国全超导托卡马克实验装置“东方超环 EAST”实现 1 亿摄氏度长脉冲高约束模等离子体稳态运行 1066 秒，不仅刷新了我国自己保持的世界纪录，更是把托卡马克装置的稳态运行时间推进到了千秒量级，算是把实验室概念验证真正推进到了工程可行性验证的门槛。
2025 年 3 月，“中国环流三号”更是首次实现原子核温度 1.17 亿度、电子温度 1.6 亿度的“双亿度”运行。

可以说，我国目前对可控核聚变的研究已经走在世界前列。

过去 5 年内，全球主要核聚变研究项目中，中国的实验次数、技术突破频率、关键指标提升幅度均是第一。前面提到的“东方超环 EAST”装置从 2006 年以来，已经累计运行超过 15 万次，积累了全球最丰富的高温等离子体长时间控制经验。

尤其是 2025 年 5 月 1 日启动的紧凑型聚变能实验装置（BEST）工程，是“东方超环 EAST”的升级版，计划于 2030 年演示核聚变发电。

可喜可贺的是，2025 年国庆当日，装置主机首个关键部件——杜瓦底座成功完成吊装，标志着项目主体工程建设步入新阶段，部件研制和工程安装开启了“加速度”。

这意味着：我国朝着真正的能源革命和突破的目标又前进了一步。

哈哈，忍不住憧憬一下吧：

如果可控核聚变发电成功推开，将是妥妥的能源领域大突破，意义是可以预见的大。

首先，和核聚变供能相关的产业链会发展起来，这只是第一波；

接下来，企业的生产成本会降低，产品在竞争中更有优势；老百姓的生活成本会降低，生活质量也会提高；一些受限于电力供应而发展缓慢的项目会迎来快速甚至是突破性的发展（军用民用都有，军用可能更迫切，不细说了），届时，我们的实力将会快速上升 ，国际竞争力、影响力会进一步提高；

再接着，储电、蓄电及电能转化设施（含电机）技术会加速发展，电动汽车以及其他所有用电（或能用电）产品的技术、性能及适应性会越来越高；

慢慢地，化石能源作为战略储备的紧迫性不再会那么高，我们对其的依赖和对“卡脖子”的恐慌也会慢慢地降低；

………

纵观人类的历次生产力大突破，它们带来的仅仅是单纯的某个或某些行业的发展吗？绝对不是，而是整个社会层面的发展，只是分有主要、次要，直接、间接而已。

但有一点值得注意：为了适应生产力的巨大进步，产业结构、产业类型会随之调整，某些传统行业（相对而言）可能会迎来阵痛性变革，但这是发展大势，不可阻挡。

嘿嘿，写在最后的一点“幻想”：

最希望看到的还是核聚变设施的小型化应用成为现实，那时候，一个个像钢铁侠的方舟反应堆一样的设备在很多领域都得到应用，我们的生活会变成什么样子？那画面太魔幻，不过大家都可以想象一下。

核电厂开建…这有什么值得上新闻的?

等一下，核什么？

聚变？嗯？

不是，我们已经有核聚变技术了？？

好家伙，真是文科人负责科幻，理工科负责落实啊。

难怪现在科幻小说式微，敢情是被现实超越了。