可控核聚变最新进展怎样
国际进展
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ITER 计划:国际热核聚变实验堆(ITER)计划是全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。经过多年努力,ITER 工程设计已完成,目前正处于建造阶段。ITER 计划的目标是验证和平利用聚变能的科学和技术可行性,为未来的聚变示范堆及商用聚变堆奠定基础.
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美国 CFS 公司:2021 年 9 月,CFS 首次将高温超导材料制成磁体加入核聚变实验装置,其磁体性能最高场强达到 20 特斯拉,高于 ITER 装置中预计使用的 5.3 特斯拉磁场强度,这一突破使得小型化聚变堆成为可能,大幅降低了成本并缩短了研发周期。2022 年 12 月 17 日,CFS 宣布计划在弗吉尼亚州切斯特菲尔德县建造世界上第一座商用核聚变发电厂 ARC,但目前其面临着维持聚变过程稳定以及将产生的能量转化为实际应用等技术难题.
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其他美国公司:根据核聚变行业协会(FIA)2024 年发布的《全球聚变行业报告》,美国共有 25 家核聚变整堆企业,如 Helion Energy、TAE Technologies 等公司也在积极推进可控核聚变项目,显示出美国在该领域的强大科研和商业投入.
中国进展
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国家项目:2023 年,中国的两大国家项目 “东方超环”(EAST)和 “中国环流系列” 都取得了重大实验进展,为可控核聚变技术的发展提供了重要支撑.
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商业公司:2024 年中国商业核聚变领域迎来多项突破。陕西星环聚能科技有限公司和能量奇点能源科技(上海)有限公司的核聚变装置实现重要突破,合肥的聚变新能(安徽)有限公司完成新一轮增资,成为中国注册资本规模最大的商业核聚变公司。此外,合肥星能玄光科技有限责任公司 2024 年 3 月成立,12 月完成亿元天使轮融资,其专注于研发直线型场反磁镜可控核聚变技术,并计划在 6 至 8 个月内完成新一代装置的建造,一年内实现运行.
技术突破与影响因素
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技术突破:高温超导材料的规模化应用为托卡马克装置小型化提供了支持,AI 技术的进步助力核聚变等离子体精准控制取得突破,这些都在一定程度上推动了可控核聚变的商业化进程.
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投资增长:自 2021 年起,全球的核聚变投资快速增长,截至 2023 年初,全世界核聚变公司吸引了超过 60 亿美元的投资,较 2021 年初增加四十多亿美元,全球私营核聚变公司数量也大幅增长,大量资本的涌入为可控核聚变研究提供了强大的资金支持.
未来展望
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商业化预期:尽管可控核聚变技术仍面临诸多挑战,但商业化势力对其实现时间普遍抱有更加乐观的态度。国际原子能机构预计到 2050 年世界第一座核聚变发电厂有望建成并投入运行,美国商业公司 CFS 计划在 2030 年代初建成第一座聚变发电厂,根据聚变工业协会调查问卷数据,70% 的受访企业认为 2030 至 2040 年能够实现可控核聚变的商业并网.
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能源变革潜力:可控核聚变具有资源无限、不污染环境、不产生高放射性核废料等优点,一旦实现商业化应用,将彻底改变现有的能源生产和消费模式,有望成为人类未来能源的主导形式,为解决全球能源问题和环境问题提供重要途径.
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