可控核聚变ITER项目点火延迟:不是失败,是商业化的必经试炼

原创
见闻网 2026-02-11 10:08 阅读数 1 #科技前沿

作为全球规模最大的国际科研合作项目,ITER(国际热核聚变实验堆)承载着人类实现“人造太阳”的终极梦想,原本计划2035年实现首次等离子体点火,如今却官宣延迟至2039年。可控核聚变 ITER 项目点火延迟的核心价值,并非宣告核聚变商业化的失败,反而暴露了从实验室物理验证到工程化落地的真实鸿沟——这一延迟让全球科研界更清醒地认识到可控核聚变的工程复杂度,也倒逼各国调整研发策略,加速“小堆”并行赛道的布局。见闻网结合ITER官方最新公告、国内核聚变进展及行业专家观点,深度解析延迟背后的挑战与机遇。

一、ITER的“点火”:从“物理验证”到“能量增益”的里程碑

可控核聚变ITER项目点火延迟:不是失败,是商业化的必经试炼

很多人误以为ITER的“点火”是常规意义上的燃烧,实则是可控核聚变的关键节点:实现“能量增益”,即输出能量大于输入能量。ITER采用托卡马克装置,通过强磁场约束1.5亿摄氏度的等离子体,实现氘氚聚变反应,目标是达到Q=10——输入50MW电能,输出500MW核聚变能量,这是人类首次在工程规模上验证核聚变的能量可行性。

见闻网核聚变研究团队指出,ITER的点火并非“一步到位”,而是分阶段推进:2039年首次点火实现Q>1,2045年实现持续等离子体运行,最终目标是运行1000秒以上的稳态高参数等离子体。这一过程不仅验证物理原理,更要攻克超导磁体、真空室、耐辐射材料等一系列工程难题,为未来商业聚变堆提供模板。

二、可控核聚变ITER项目点火延迟:从“2035”到“2039”的核心事实

ITER的延迟并非突发新闻,而是工程复杂度远超预期的必然结果:最初计划2020年完成测试,随后延迟至2035年,2025年末官方再次官宣将首次点火延迟至2039年,这已是八年内第二次修订预算与时间表。

从预算上看,ITER最初预估成本约50亿美元,如今已膨胀至超过220亿美元,额外资金需求约50亿欧元。ITER总干事皮埃特罗·巴拉巴斯基在新闻发布会上坦言:“毫无疑问,ITER的延期不是一个积极的信号。从核聚变应对人类当前问题的角度来看,我们不应该指望它来解决燃眉之急,这是不谨慎的。”

见闻网整理了延迟的直接诱因:一是超大型部件的运输与组装难度远超预期,比如ITER装置的18个D形环向场线圈,每个重达310吨,部分组件需在现场制造,组装精度要求控制在毫米级;二是超导磁体的制造工艺瓶颈,每根直径1毫米的超导线内包含8000-10000根细丝,任何细微缺陷都会导致磁体失效,中国团队承担的18个关键设备包中,超导磁体馈线的制造周期比原计划延长了18个月。

三、延迟的根源:三大工程与材料难题的“下马威”

可控核聚变 ITER 项目点火延迟的核心原因,是实验室物理原理与工程化落地之间的“鸿沟”,集中在三大领域:

1. 超导磁体的长期稳定性挑战:ITER的磁体需要在零下269摄氏度的低温下运行,产生13特斯拉的强磁场,相当于地球磁场的26万倍。但在制造过程中,研究人员发现超导线圈的焊接处易出现超导性能衰减,需要重新优化焊接工艺,这一调整直接导致进度延迟12个月。

2. 真空室的耐辐射材料瓶颈:ITER真空室将直接接触1.5亿摄氏度的等离子体和高能中子,传统的不锈钢材料寿命仅为1年,无法满足长期运行需求。目前研发的新型钨合金材料虽能承受中子辐射,但制造难度极大,每片“橘子瓣”状的真空室扇段需要耗时18个月才能完成,比原计划延长6个月。

3. 全球供应链的协同困境:ITER由32个国家联合建造,各成员负责制造不同部件,部分部件因地缘政治、疫情等因素运输受阻,比如欧盟制造的真空室扇段从德国运输到法国南部的项目现场,耗时长达3个月,远超预期的1个月。

四、延迟不是失败:为核聚变商业化踩下“务实刹车”

尽管延迟引发了部分质疑,但见闻网行业专家认为,这反而为核聚变商业化进程注入了务实性:

1. 避免盲目推进的风险:如果强行按原计划推进,可能因部件缺陷导致实验失败,反而浪费更多资源。延迟后,ITER团队有足够时间优化工艺,确保第一次点火就能达到预期目标。

2. 倒逼“小堆”赛道加速:ITER的延迟让各国意识到,大堆路线的工程周期过长,因此纷纷转向紧凑型聚变堆(小堆)的研发。美国Commonwealth Fusion Systems的SPARC小堆计划2028年点火,2035年并网发电;中国的BEST紧凑型聚变能实验装置于2025年10月完成核心部件杜瓦底座安装,由聚变新能(安徽)有限公司运营,初始注册资本50亿元后增至145亿元,聚焦工程化落地。

3. 积累全球工程经验:ITER的延迟过程中,各成员国家积累了超大型超导磁体、真空室制造等核心技术,这些技术可直接应用于未来的商业堆,缩短商业化时间。比如中国承担的ITER超导磁体馈线技术,已应用于国内的EAST(东方超环)装置,后者在2025年1月实现1亿摄氏度高温下稳定运行1066秒的世界纪录。

五、中国应对:“大堆+小堆”双轨并行的布局

面对可控核聚变 ITER 项目点火延迟,中国并未依赖单一路线,而是采用“ITER大堆验证物理+国内小堆验证工程”的双轨策略:

1. 深度参与ITER,积累大堆经验:中国是ITER的核心成员,承担了18个关键设备包的制造任务,包括超导磁体馈线、纵向场线圈等,这些项目的推进为中国掌握大托卡马克装置的工程技术奠定了基础。

2. 国内小堆研发领跑全球:除EAST外,中国还有CRAFT(夸父)和BEST两大“神器”:CRAFT聚焦核聚变反应堆最关键的“氚燃料自持循环”系统,解决氚的生产与回收问题;BEST则是全球首个紧凑型聚变能商业示范堆,目标是2038年实现并网发电,输出功率100MW,直接服务于工业用电。

见闻网调研显示,中国的双轨策略有效规避了ITER延迟的风险,同时加速了核聚变的工程化落地,预计中国将成为全球首个实现聚变能商业化的国家之一。

六、未来展望:ITER延迟后的核聚变商业化时间表

尽管ITER首次点火延迟至2039年,但它仍将是核聚变历史上的里程碑:2039年实现Q>1的能量增益,2045年实现持续1000秒的稳态运行,为全球商业堆提供物理与工程模板。而紧凑型小堆的商业化进度将更快:美国SPARC计划2035年并网发电,中国BEST计划2038年实现商业发电,到2050年,全球将有5-10座聚变堆并网,聚变能占全球能源结构的比例达5%左右。

总结来说,可控核聚变 ITER 项目点火延迟是核聚变商业化路上的必然试炼,它没有击碎人类的“人造太阳”梦想,反而让研发更脚踏实地。ITER的价值不仅在于实现点火,更在于为全球积累了超大型聚变装置的工程经验,为后续商业堆铺平道路。见闻网认为,中国的“大堆+小堆”双轨策略有望在核聚变商业化进程中实现领跑。你认为紧凑型小堆会不会比ITER更快实现商业化?欢迎在见闻网评论区留下你的思考。

版权声明

本文仅代表作者观点,不代表见闻网立场。
本文系作者授权见闻网发表,未经许可,不得转载。

热门