上海临港“洪荒70”实现1337秒稳态长脉冲运行 我国高温超导聚变装置刷新世界纪录

问题——清洁能源转型需要“更稳定、更可持续”的供给方式。随着用能需求增长和“双碳”目标推进,传统化石能源的资源与环境约束、可再生能源的波动性以及长周期储能成本等问题叠加,能源系统亟需一种高能量密度、低碳、可规模化的中长期解决方案。可控核聚变因燃料来源相对丰富、运行过程低碳、理论上可实现稳定供能,被视为未来能源的重要方向之一。但其核心难题,是如何地球条件下长期稳定约束上亿摄氏度等离子体,并实现可重复、可工程化的稳态运行。 原因——关键技术迭代推动装置向“更强磁场、更小尺度、更长时间”演进。“洪荒70”实现1337秒稳态长脉冲运行,来自多项工程与物理环节的系统提升。一上,装置采用全高温超导磁体体系。相比常规磁体,高温超导特定温区可呈现近零电阻特性,能以更低损耗产生更强磁场,为等离子体约束提供更高的“磁场裕度”,同时有助于缩小装置体量、降低建设与运行成本,提升长脉冲运行的持续性。另一上,长时间稳态运行对真空、加热、电源、冷却、材料与诊断等系统协同要求极高,任何局部波动都可能引发等离子体不稳定甚至中断。研发团队通过提升关键部件可靠性、优化系统联动策略和运行工况边界,为持续放电提供了工程支撑。 影响——从“时间纪录”走向“工程能力”,为产业化路径积累可验证数据。稳态长脉冲运行的价值不止于刷新时长,更在于检验装置在热负荷承受、磁体稳定性、控制策略与故障处置诸上的综合能力。约22分钟的连续运行,为观察等离子体参数演化、偏滤器与壁面相互作用、热沉分布、磁体与低温系统稳定性等提供了更完整的实验窗口,有助于沉淀可复现的运行经验与数据库。值得关注的是,该装置国产化率超过96%,并实现完全自主知识产权,意味着关键材料、核心部件、控制与诊断等环节的供应链韧性更增强,可降低外部不确定性对研发节奏的影响,为后续迭代升级与规模化试验奠定基础。对区域产业而言,有关成果也有望带动高端材料、精密制造、低温工程、功率电子与测控系统等领域协同发展,形成面向未来能源的创新集聚效应。 对策——以系统工程思维推进“可持续运行”与“可维护运行”,同步完善标准与验证体系。业内普遍认为,可控核聚变从科学装置走向工程装置,需要三上持续推进:其一,围绕高温超导磁体与关键热部件,强化寿命评估与失效机理研究,建立从材料、部件到系统的可靠性验证链条。其二,提升运行控制与安全冗余能力。装置运行中引入智能化控制手段,对等离子体温度、位置、密度等关键参数进行高频监测,并快速调节磁场与控制量,有助于将过去依赖经验的“试错式”探索转向更可预测的“精细化”运行;同时仍需在极端工况识别、异常处置策略和模型可解释性上持续完善。其三,面向未来示范装置需求,推进诊断体系、运维体系与试验标准建设,使“长时间稳定”逐步转化为“长期可用、可维护、可扩展”的工程能力。 前景——从长脉冲迈向更高约束质量与更强能量闭合,关键于持续迭代与协同攻关。核聚变工程化不仅要“跑得久”,还要在更高约束条件下保持稳定,并在能量增益、热管理、材料耐受与系统效率上形成闭合链条。高温超导技术为装置小型化与成本优化提供了新路径,但未来仍需在高热流部件、壁材料耐辐照与耐热冲击、长周期低温系统可靠性、功率与控制一体化等上持续突破。随着实验数据积累、控制策略成熟以及产业配套完善,聚变技术有望在中长期进入更具工程特征的验证阶段,并为构建安全、低碳、稳定的新型能源体系提供重要支撑。

“洪荒70”的突破不仅是一项科技进展,也为可持续能源探索提供了新的验证路径。在全球应对气候变化、加速能源转型的背景下,中国科研团队以自主创新推动关键能力提升。聚变之路仍需长期攻关,但每一次可验证的进步,都在让更清洁、更稳定的未来能源方案更接近现实。