摘要:说起可控核聚变,简单点讲,就是人类想在地球上“捏”出一个微型太阳。想象一下,把两个轻原子核,比如从海水里捞出来的氘和稀有的氚,塞进一个高温高压的“大熔炉”里,让它们撞在一起,融合成一个更重的原子核,顺便释放出巨大的能量。这过程跟太阳内部的“核火炉”一个原理,所
说起可控核聚变,简单点讲,就是人类想在地球上“捏”出一个微型太阳。想象一下,把两个轻原子核,比如从海水里捞出来的氘和稀有的氚,塞进一个高温高压的“大熔炉”里,让它们撞在一起,融合成一个更重的原子核,顺便释放出巨大的能量。这过程跟太阳内部的“核火炉”一个原理,所以大家伙儿管它叫“人造太阳”。这玩意儿要是搞成了,能源问题基本就翻篇了,堪称人类科技树上的“终极大招”。
先说燃料,核聚变的“粮食”氘可不是啥稀罕货,每升海水里就有30毫克氘,全球海水储量算下来,能让人类用上几百亿年,简直是取之不尽用之不竭。再说安全,反应完剩下的主要是氦气,这可是个懒惰的家伙,没啥放射性,也不会搞出核电站那种让人头疼的长寿命废料。更别提一旦失控,这“火球”自己就熄火了,省心得很。最牛的还是能量,一吨氘聚变放出的能量,能顶700万吨原油,够一个千万人口的大城市用好几年。想想看,这要是普及了,电费还不得跟白菜价似的?
不过,想造出这“人造太阳”可没那么简单。核心是要弄一个温度比太阳还高10倍的“火球”,得有上亿摄氏度,还得让它密密实实聚在一起。这还不算完,你得用磁场或者激光做个“笼子”,把它牢牢锁住,既不能让它烧穿设备,也不能让它自己凉下来熄火。说白了,这就像是在玩一场高难度的“火球杂耍”,稍不留神就前功尽弃。
今年1月,中国“东方超环”(EAST)牛气冲天,成功让1亿摄氏度的等离子体烧了1066秒,创下世界纪录。这说明啥?咱们的技术已经能让这“火球”稳稳当当烧上一会儿了。中美两国在这块儿也不赖,Q值(能量输出和输入的比值)都达到了1.5,意味着投入的能量终于开始有“赚头”了。现在的主流技术是托卡马克装置,核心部件包括超导磁体和真空室,简单说就是用超强的磁场把高温等离子体“圈”起来。
短期来看,到2030-2035年,全球核聚变装置市场能飙到2.26万亿元,其中一半以上的钱都花在超导磁体、真空容器这些核心设备上。长期看,等2050年商业化电站并网后,市场规模可能突破万亿美元,满足全球10%以上的电力需求。咱们中国也不甘落后,2023年核电占比才4.7%,但到2035年,核电装机容量预计能冲到1.5亿千瓦。光2027年前,实验堆订单就接近600亿元,目前砸进去的钱已经有300亿元了。这买卖,稳赚不赔啊!
美国那边,民间资本玩得风生水起,像Helion Energy和Commonwealth Fusion Systems,搞的是紧凑型装置,走的是“短平快”路线。欧洲则是抱团取暖,靠ITER项目整合资源,德国的W7-X仿星器还保持着磁约束时间的纪录。中国这边,国企当仁不让,靠“国家队”整合资源,从头到尾全产业链一把抓。比如“中国环流三号”,2025年就搞出了1.17亿度的高温,计划2050年建成商业示范堆,野心不小。
核聚变这行当,商业化的脚步是越来越快了。实验堆订单一波接一波,超导磁体、热交换器这些零部件需求直接爆炸。上海电气搞超导磁体,兰石重装弄氦冷包层设备,安泰科技更是牛到垄断了核聚变用的钨材料。这些技术还不止用在这儿,跟第三代核电、军工材料都能搭上关系,高温合金、超导材料啥的都能派上用场。以后核聚变还能跟火电、可再生能源搭伙,支撑AI算力这种新兴产业的用电需求,妥妥的能源界“多面手”。
中国核电:中核集团的独苗,整合了西南物理研究院的技术,背靠国家战略,全产业链一把抓,硬实力杠杠的。上海电气:核心部件供应商,全球首台全高温超导托卡马克主机系统就是它搞出来的,超导磁体和真空室技术没得挑。安泰科技:材料界的扛把子,核聚变钨材料全球垄断,还主导国际标准,产品直接覆盖ITER项目。兰石重装:国产化先锋,焊接式热交换器搞定氦冷包层,极端环境下设备制造能力一流。浙能电力:地方国资也来凑热闹,掏出7.5亿元参股中国聚变能源公司,探索火电和聚变互补的新路子。可控核聚变这行当,现在正从实验室走向商业化的关键节点。技术突破一个接一个,资本也跟打了鸡血似的往里砸。中国企业靠着国资背景和全产业链布局,在核心部件、材料上攒了不少独家优势。未来不光要跟全球技术路线拼个高下,还能互补共赢,慢慢把能源结构翻个新篇儿。说不定哪天,咱们真能用上“人造太阳”的电,那日子,可就美滋滋了!
来源:小柯要加油一点号