近日，我國核聚變領域再獲重大突破。中核集團核工業西南物理研究院宣布，新一代“人造太陽”裝置——中國環流三號首次實現了原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的“雙億度”突破，并大幅提升了綜合參數（如等離子體電流、能量約束時間）。這一里程碑式成果標志著我國可控核聚變技術邁入新階段，正式進入“燃燒實驗”階段。

“雙億度”突破

“雙億度”并非簡單的溫度數值疊加，而是核聚變研究中的核心指標。原子核溫度代表燃料離子的能量狀態，而電子溫度則決定了等離子體整體的熱力學平衡。兩者的同步提升，意味著裝置能夠在更接近實際聚變堆的工況下運行。

最新實驗數據顯示，裝置的綜合參數（如等離子體密度、約束時間和溫度的“聚變三乘積”）較此前提升數倍，多項技術指標達到國際前列。這一突破標志著我國成為全球首個在磁約束核聚變裝置中同時突破兩項億度大關的國家，距離實現“終極清潔能源”目標更近一步。

燃燒實驗

所謂“燃燒實驗”，是指等離子體在無需外部加熱的情況下，依靠自身聚變反應釋放的能量維持高溫狀態。這一階段是驗證可控核聚變可行性的核心環節，也是從實驗室走向工程化的必經之路。

中國環流三號的最新實驗首次實現了這一階段的突破。通過自主研發的加熱、控制與診斷系統，裝置成功創造了多項新紀錄，涌現一批原創性、前沿性、突破性成果。

實驗中，自主研發并成功應用多型國際一流的聚變研發核心裝備，取得國際領先的硬核成果。

其中，自主研制的高功率微波回旋管成功投入運行，最高注入功率達 2.5 兆瓦，掌握了穩定獲得電子內部輸運壘的控制技術，實現電子溫度 1.6 億度；建成并投運 2 套具有完全自主知識產權的高功率中性束注入加熱系統 (提升原子核溫度的核心設備)，單條束線最大功率達 7 兆瓦，躋身國際第一梯隊；成功突破高壓電源的多項核心技術，自主研制的高壓電源最高可實現120kV的直流輸出，精度優于1%，總體技術達到國際先進水平等。

森木磊石研制的 PPEC inside 高壓電源系統，基于 PPEC 電源控制芯片開發，采用 PSM+PWM 混合控制方式，支持 0~120kV 寬范圍電壓調節，最高可提供 120kV、6MW 穩定可靠的高壓電能，助力我國核聚變技術發展。

此次“雙億度”的突破不僅體現了我國在核聚變技術上的自主創新能力，還展現了在多個領域的“彎道超車”：2024 年首次發現并實現的先進磁場位形，使等離子體穩定性提升 30%；自主研發的數字孿生系統首次投入實驗，為未來聚變堆的實時控制提供了 “虛擬預演” 平臺；中國主導制定的多項聚變診斷技術標準，已被國際原子能機構（IAEA）采納。

發展里程碑

2020年12月，“中國環流三號”在成都建成并實現首次放電，標志著中國自主掌握了大型先進托卡馬克裝置的設計、建造、運行技術。

2022年10月，實現115萬安培等離子體電流運行，創造了中國可控核聚變裝置運行的新紀錄。

2023年8月，首次實現100萬安培（1兆安）等離子體電流運行，成為我國首個實現這一參數的托卡馬克裝置，標志著我國核聚變研發能力進入國際第一方陣。

2023年12月，西物院與ITER組織簽署協議，宣布環流三號面向全球開放。

2024年6月，首次實現新型先進磁場結構，增強了裝置控制能力，為長時間穩定運行提供了關鍵技術支撐。專家表示，挺進燃燒實驗，意味著可控核聚變走向應用的核心環節。下一步，科研人員將對“中國環流三號”裝置進行能力升級，進一步獲得可控核聚變反應的核心關鍵數據。

盡管此次突破令人振奮，但可控核聚變的商業化仍需跨越多重技術門檻。根據中國核聚變發展路線圖，未來將分“實驗堆—示范堆—商用堆”三步走，預計2050年前后建成聚變商用電站。

可控核聚變的終極目標是為人類提供取之不盡、用之不竭的清潔能源。隨著技術突破與成本下降，聚變能有望在21世紀中葉成為主力能源。當前，全球已有40余家聚變能源公司加速布局，中國企業如星環聚能、新奧能源、能量奇點等也在積極探索商業化路徑。

中國環流三號的“雙億度”突破，不僅是我國核聚變技術的重大進展，更是全球能源發展史上的重要里程碑。盡管前路仍有挑戰，但核聚變的未來充滿希望，它將為人類開啟一個清潔、安全、可持續的能源新時代。

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