深度｜核聚变路线之争胜负未定，上海为何全线押注

路线有分歧，但共识高度一致：看似完美不竭的核聚变，不存在完美的技术路线。“现在所有的选择都是艰难的选择。”谭熠坦言。 星环聚能选择了一条极具差异化的技术路径：在高温超导强磁场球形托卡马克的基础上，多冲程重复运行，用磁重联加热等离子体。这改变了传统“长时间维持高温等离子体”的思路，而是像内燃机一样，利用短脉冲不断快速“点燃”等离子体并往复做功。目的只有一个：让聚变堆变得更小、更简单，从而大幅降低建造成本。 短脉冲降低了传统长脉冲托卡马克等离子体大破裂的风险，但新挑战由此伴生。“代价是托卡马克周期性运行，所有磁体、结构都会受到周期性应力，第一壁表面受到周期性中子负荷和热负荷轰击。如何让材料在反复应力、反复热负荷下保持长时间使用寿命？”谭熠打了个比方：就像高炉里的耐火砖，一直处于两三千摄氏度安然无恙，但一旦经历几次降温循环，“马上变成渣渣”。 “聚变堆最终跑起来之前，很难说哪种方式绝对好，都得看实际运行、实际检验后才能知道。”他说。 谭熠看到了短脉冲的代价，许敏同样如此。“没有全是优点、没有缺点的路线，也没有全是缺点、没有优点的路线，都是各种平衡的结果。”由复旦许敏团队孵化创办的东昇聚变选择了“氘-氦3”路径，是全球首家采用“托卡马克位形+氘-氦3燃料”方案的磁约束聚变企业。主流的氘-氚反应会产生大量高能中子，需要厚重的辐射屏蔽层，装置规模天然偏大，选址受限。氘-氦3燃料路线几乎不产生中子辐射，放射性废物极少，能量转换效率更高，被视为“完美聚变”的代名词。 “选择氘-氦3，我们避开了对抗中子辐照材料的要求。但代价随之而来：必须采用高温超导强磁场作为托卡马克的前提。没有高温超导，没有强磁场，氘-氦3聚变在经济上不可行。”许敏并不讳言这是一条冒险的路：氘-氚聚变一定是全球最易实现的聚变方案，东昇聚变的定位是国家主流路线的重要补充，“我们希望这条路线能够走通，作为国家选择时的Plan B。” “B计划”或许更为险峻。谭熠对氘-氦3的前景颇为审慎：“氘-氚都如此之难，氘-氦3的要求较之高不少。我甚至不敢想象，如果给我一些资金，如何去设计一个让氘-氦3达到发电要求的聚变堆。” 其犹豫并非保守。核聚变攻关每前进一步，都在叩问人类现有工程材料的物理极限。 魏西硕所在的鸿鹄未来能源，则押注仿星器。“我判断一个路线能否成为未来商业化聚变堆，有两个标准：第一，优势能否通过实验证明；第二，挑战能否在可见的未来内解决。” “近几年德国W7-X（世界最大仿星器核聚变装置）的实验，一次次刷新我们对仿星器优势的认识。”他介绍，2024年，W7-X证明通过磁场几何结构优化，可以将新经典输运降低到湍流输运水平以下，这使得仿星器与托卡马克站上了同一起跑线；2025年，该装置实现等离子体连续稳定运行43秒，创造了该时间尺度下的聚变“三乘积”新纪录。“而且主要是工程限制，这两年升级后，高参数稳态运行时间还会拉长。这些实验结果增加了我对仿星器的信心。” 至于仿星器面临的传统挑战——三维磁场设计和异形线圈制造——魏西硕认为正在被技术进步消解：“AI工具的发展让磁场设计有了很大进展，三维高温超导线圈工艺进步和成本下降也是实实在在的。”更重要的是，国家近年来投入大量资源进行的第一壁和包层材料等关键技术攻关，以及应用于托卡马克的中性束注入加热（NBI）、诊断设备等，都可以直接平移到仿星器上，避免了重复开发。 但也有观点直指仿星器的先天短板：三维扭曲的线圈结构让装置显得“皮厚馅小”，同等规模下其发电体积远小于托卡马克，这将直接推高未来的度电成本。 殊途同归，皆为险峰。球形托卡马克向“小”而生，却须扛住周期应力的撕扯；氘-氦3诱人，但前程系于高温超导强磁场的惊险一跃；仿星器后来居上，终要与极端复杂的自身结构对抗。 “技术路径的选取，不仅仅是站在现在看未来，更应该站在未来看现在。”许敏极为看好高温超导产业的降本曲线：“今天听说带材厂商已经把材料压到40块钱一米了，原来是四五百块钱一米，这是产业发展的结果。上海的高温超导产业，在未来十年能够完全跑出来，提供非常稳定、可靠、经济的磁体。” “现在聚变技术还没有达到最后的封闭阶段，各条路线都值得做尝试和技术储备。”魏西硕说。 米磊给出了投资人的答案：都得投。聚变参数太多，每个领域、每个技术参数都可能触碰到目前人类技术的上限，无论材料的上限还是器件的上限。今天的上限不代表明天的上限。“很多技术的突破在于投资人愿不愿意支持创业者突破极限。” 米磊认为，聚变的投资风险正在大幅变小，全球技术发展趋势越来越明确。随着资本与人才加速涌入，聚变的成功概率随之上升，商业化时间线不断压缩。在他看来，不同技术路线的探索都是国家队主流路线的有益补充，但格局不止于此：各条路线其实都代表中国在与全球竞速，最终将决定中国能否在新一轮科技革命中实现突破和引领。