摘要：一项由20余位中国年轻科研人员组成的团队，用50天完成100余场技术讨论，提前7天完成整改，提前3天完成预演，最终在法国ITER总部赢得满堂喝彩。

一项由20余位中国年轻科研人员组成的团队，用50天完成100余场技术讨论，提前7天完成整改，提前3天完成预演，最终在法国ITER总部赢得满堂喝彩。

在法国南部圣保罗-莱迪朗斯，国际热核聚变实验堆（ITER）组织总部近日传出一则震动国际能源界的消息：由中核集团核工业西南物理研究院自主研发的辉光放电清洗系统（GDC）永久电极设计方案，正式通过初步设计评审（PDR）。

这项历时十年攻关的技术突破，解决了困扰国际聚变界多年的真空壁处理难题，标志着中国在核聚变核心部件研发领域实现了从“跟跑”到“并跑”的关键跃升。

01 十年磨剑，中国方案破解国际聚变工程困局

辉光放电清洗系统被称为“人造太阳的清洁卫士”。在托卡马克装置中，超高真空环境下的第一壁杂质直接影响等离子体稳定性。GDC技术通过在真空室内激发惰性气体辉光放电，产生高能粒子轰击器壁，有效清除氢同位素残留和低Z杂质。

这项看似基础的技术，却因极端环境要求成为国际工程难题。

2011年，西物院团队首次启动GDC设计。最初设计的活动电极因空间冲突和漏水风险被迫放弃；后续固定电极方案又因管线布局问题陷入困境。项目一度在迷宫般的工程挑战中停滞不前。

2024年11月，西物院重组项目团队，20余位年轻科研人员与ITER组织、中国国际核聚变能源计划执行中心组成设计联合体。他们创新性提出的平板式永久电极设计方案，在8个月内完成多轮迭代优化，一举攻克电磁兼容、热工水力及结构分析等关键技术瓶颈。

今年6月，当团队接到7月31日举行评审的通知时，设计迭代尚未完成。面对仅剩的50天，团队展现出惊人战斗力：召开100余场专题技术讨论，编制22份技术报告，提前7天完成预评审整改，最终在评审会上以详实数据和成熟方案赢得ITER专家一致肯定。

02 技术突破的双重飞跃：设计优化与性能跃升

新一代GDC电极的核心突破在于结构革命。与早期EAST装置采用的杆式电极相比，西物院创新设计出具备主动水冷散热的板式电极。

这种设计不是简单的外形改变。通过数值模拟和实验验证，新电极的散热能力实现倍增——辉光电流承载上限从3A提升至6A，且能长时间稳定运行。在1000V工作电压下，新电极的击穿气压还低于常规电极，显著提升了氦辉光放电效率。

性能参数更令人振奋：

传统12A（4电极×3A）运行下，氘清除率为1.04×10²³ atoms/h。

电流提升至24A（4电极×6A）后，清除率跃升至2.46×10²³ atoms/h，提升幅度达2.4倍。

这一突破直接解决了ITER运行的关键瓶颈。更高的清除效率意味着装置连续运行周期可延长30%以上，大幅减少实验中断时间，为聚变研究争取宝贵窗口。

03 行业变革的三重冲击波：从ITER到万亿市场

此次技术突破的影响已超越单一部件，正引发聚变能源产业链的连锁反应：

ITER工程进程加速。作为七方共承的国际大科学工程，ITER原计划2035年实现“第一等离子体”。GDC电极设计的突破性进展，为整个项目扫清了壁处理系统的技术障碍。中国承担了ITER85%的馈线系统任务，技术话语权持续提升。

产业链国产化进程提速。西物院团队攻关中形成的电磁兼容设计能力、极端环境热管理方案，已延伸应用于超导磁体、低温绝缘材料等关键领域。合肥企业研发的超导接头电阻小于0.5纳欧，低温绝缘材料实现100%国产化，直接打破西方技术垄断。

民企创新生态活跃。新奥集团“玄龙-50U”装置今年4月实现全球首个氢硼聚变百万安培放电，其下一代装置“和龙-2”计划2027年建成。政策与市场双轮驱动下，中国聚变产业正形成“国家队引领-民企突进”的创新矩阵。

04 市场前景：从千亿蓝海到终极能源革命

据全球咨询公司The Business Research Company数据，2024年全球可控核聚变市场规模已达3314.9亿美元，预计2025年将增至3511.1亿美元。中信证券预测，2030-2035年间全球核聚变装置市场规模将达2.26万亿元。

更宏大的蓝图正在展开。国际原子能机构预测，到2050年全球核聚变市场规模将突破40万亿美元。在这一未来能源赛道，中国已抢占关键身位：

材料领域：中国研发的CHSN01特种钢材可承受20特斯拉强磁场和接近绝对零度的极寒环境，已应用于BEST聚变反应堆建设。

装置建设：中国环流器二号M（HL-2M）实现2.5兆安培等离子体电流、1.5亿度离子温度，装置能力达国际先进水平。

商业布局：今年7月，七家央企联合注资114.92亿元成立中国聚变能源有限公司；中核集团设立数十亿元聚变专项基金。

随着安徽合肥“聚变新能”产业基地、四川成都核聚变产业园的建设，一条覆盖超导材料-真空设备-电源系统-冷却装置的完整产业链正在中国成型。

05 未来趋势：三条赛道竞逐能源圣杯

在GDC技术突破背后，核聚变产业正沿着三条主线加速演进：

技术路线多元化。除主流托卡马克路线外，新奥集团领军的氢硼聚变路线避开氚操作难题，成为最受资本关注的替代方案。美国Helion、CFS等公司则探索直线型装置，获得微软、谷歌等科技巨头投资。

工程化进程提速。美国计划2030年前后部署核聚变示范堆，2040年实现商业堆落地。中国通过CRAFT项目补强设计能力，预计2025年建成该设施；2030年前有望实现Q>1（输出功率超过输入功率）的关键突破。

智能化深度赋能。今年7月，新奥落地AI智能组，探索人工智能在等离子体控制、故障预测的应用。深度学习算法正将原来需要数月的实验数据分析缩短至小时级，大幅加速技术迭代。

中国GDC电极设计的突破恰逢历史性交汇点：今年4月，合肥制造的重达1600吨的ITER校正场线圈内馈线运抵法国；7月，七家央企联合注资150亿元成立中国聚变能源有限公司；新奥“玄龙-50U”装置实现百万安培放电。

随着西物院团队加速推进GDC最终设计评审，这些散布在技术路线图上的坐标正连成清晰的未来图景——中国聚变产业已从“实验室时代”迈入“工程时代”。当法国ITER现场排队等待“合肥制造”的超导部件，当美国同行惊叹“中国用科技锁死人类终极能源命脉”，这场清洁能源革命的结局，或许已在默默书写。

来源：乐安居士一点号