在上海臨港的實驗廠房內,一座形似“甜甜圈”的銀色裝置靜靜矗立,這正是全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置“洪荒70”。不久前,這臺被科研人員稱為“人造太陽”的設備成功實現1337秒穩態長脈沖運行,一舉打破商業核聚變領域世界紀錄,標志著我國在未來能源賽道上邁出關鍵一步。
科研團隊負責人介紹,太陽的能量源自內部持續進行的核聚變反應。若能在地球上模擬這一過程,以海水中的重水為燃料,人類將獲得近乎無限的清潔能源。然而,太陽核心溫度高達1500萬攝氏度,地球既無法復現如此極端環境,也缺乏能耐受該溫度的材料。托卡馬克裝置通過磁場約束高溫等離子體的設計,為解決這一難題提供了可行方案。
在裝置剖面圖中,環形真空室被多層線圈環繞的構造清晰可見。通電后,線圈產生的螺旋形磁場形成無形“牢籠”,將溫度超過1億攝氏度的等離子體火球懸浮于真空室內,避免其與器壁接觸導致設備損毀。這種“磁約束”技術,正是實現可控核聚變的核心挑戰。
與傳統托卡馬克裝置不同,“洪荒70”采用高溫超導材料構建磁場系統。普通磁體通電后會產生焦耳熱,限制持續運行時間;而高溫超導材料在臨界溫度下電阻歸零,不僅能產生更強磁場,還將裝置體積縮小至常規設備的三分之一,建造成本降低逾40%。自2024年6月啟動實驗以來,該裝置已實現等離子體電流突破1兆安、能量增益因子Q值顯著提升等系列突破,且關鍵部件國產化率超過96%,擁有完全自主知識產權。
在硬件突破的基礎上,人工智能技術為裝置運行注入新動能。研發團隊開發的AI控制系統,能以毫秒級響應速度監測等離子體溫度、密度及位置參數,實時調整磁場配置。這種“智能導航”模式使實驗調控從“經驗驅動”轉向“數據驅動”,將等離子體約束時間提升數個量級。目前,該系統已積累超過10萬組實驗數據,為后續優化提供重要參考。
隨著“洪荒70”持續刷新運行紀錄,我國在可控核聚變領域的技術積累正轉化為產業優勢。上海臨港基地已啟動下一代裝置預研,計劃將等離子體持續時間擴展至小時級。與此同時,高溫超導材料、等離子體診斷設備等相關產業鏈逐步完善,為未來能源商業化奠定基礎。















