

玩過《輻射》系列遊戲的朋友,肯定對裡頭無處不在的核能科技印象深刻。
在那個架空的時間線中,核能簡直是“萬能燃料”。不僅士兵穿的動力裝甲,用的是核聚變核心驅動,家用機器人的能量來源,用的也是微型核聚變反應堆,滿大街跑的汽車,引擎蓋下不是傳統發動機,而是一個個“核能心臟”,科幻感十足。
彷彿核能已經從國家級工程,變成了很普遍的商業應用。

過去,在我們的認知裡,像核電站這樣的核能專案,需要匯聚全國頂尖科研力量,調配龐大資源才能推動,離商用、民用還遠得很。
可如今,《輻射》裡看似科幻的劇情,已經部分走進了現實。
最近兩年,中國的民營核聚變專案,可謂是風生水起,其中就包括了米哈遊、蔚來投資的國內企業能量奇點。

能量奇點的高溫超導託卡馬克裝置“洪荒70”
在2024年建成全球首臺全高溫超導託卡馬克裝置“洪荒70”,今年產生了高達22.4特斯拉的磁場,又重新整理了由美國公司保持的世界紀錄。
今年4月16日,新奧集團的“玄龍-50U”球形環氫硼聚變裝置,也取得了重大突破,實現了高溫高密度百萬安培(兆安)等離子體電流。

“玄龍-50U”球形環氫硼聚變裝置
要說為什麼最近民營核聚變,最近兩年會迎來突破,還得從最近美國卡脖子的一次行為說起。

卡脖子下的突破
今年6月,美國商務部突然宣佈,暫停給核電站關鍵零部件和裝置出口中國的許可證,像西屋電氣、艾默生這些核電裝置供應的老牌企業,都接到了禁令通知。
先說西屋電氣,在核電圈那可是響噹噹的存在。

過去,中國核電站建設大量採用它的技術與裝置。像他們的反應堆壓力容器,是反應堆的關鍵“外殼”,得承受高溫、高壓與強輻射,對材料和製造工藝要求極高;
艾默生同樣不容小覷,它主要供應高可靠性核級儀表,能精準測量核電站執行中的壓力、溫度等關鍵引數,對保障核電站穩定執行起著關鍵作用。
然而,民營搞聚變恰巧“繞過”了那些被卡脖子的裂變核電部件,反而更靈活。
民營企業搞聚變,不用西屋的核主泵、不用艾默生的反應堆儀控,它們搞的是託卡馬克、FRC、雷射等裝置,所需核心是高溫超導磁體、真空容器、電源系統、低溫冷卻,這些中國很多都能自產。
2025 年,中國核電領域新增專利中68% 來自民企。主要集中在密封材料、感測器等“小零件”上,卻對核電產業有著關鍵作用。
那為什麼原來這種國家級的工程,現在民企也玩得轉了?

一個重要的原因,是隨著中國工業能力的崛起,與核聚變有關的幾項重要科技,這10多年間已經被民企一一摘下了。
舉個例子,量奇點打造的“洪荒 70” 裝置,磁體系統需要 26 個高溫超導磁體,這玩意兒的繞制精度要求變態到什麼程度?每一圈導線的張力誤差不能超過 0.1 牛,相當於在 50 層樓高的地方掛個蘋果,用蜘蛛絲吊著,還要保證絲的鬆緊度分毫不差。

換作十年前,這種精度的部件只能依賴進口,但現在國內民企靠著給新能源汽車造電機積累的經驗,直接把繞線機改造成“超導磁體專用”,不僅速度比進口裝置快 30%,成本還砍了一半。
再例如,過去ITER 所需的精密真空腔、超導線圈、低溫系統,動輒只能西方軍工廠造;現在中國船舶、航天、中科院+民企聯合,已經能自主造出 ITER同級別器件。
這背後,靠的是啥?就是中國先進製造的進步+民企的快節奏執行力。現在搞核聚變的民企,直接跟國內的超導、精密製造企業合作,磁體繞制、真空系統、電源除錯全鏈條都搞得飛快。
這使得中國不用再等ITER 這種國家巨獸慢慢爬,而是可以並行走一條“快速落地的民營工程路線”。

多路線並行的優勢
除了科技、工業上的崛起外,民企搞核聚變的另一大原因,就是聚變反應型別多,技術路線分叉極多,民企快速迭代的本事,正好可以進行“賽馬式”的多路線嘗試。
為啥會有這麼多路線?因為核聚變不像核裂變(曼哈頓計劃那套)。核裂變是“劈大原子”,技術上比較直截了當,鈾或鈽一鏈式反應,轟一下就炸了。
但核聚變不一樣,它是個“精細活兒”,得把小原子“捏”在一起,難度高到離譜,目前沒有任何一種路線目前可被稱為“最優解”。
所有路線都有關鍵痛點,沒有一條是“全綠燈”;
例如:託卡馬克:裝置龐大,穩定性差;而雷射點火路線,雷射器損耗高,效率極低;像金屬等離子撞擊這種路線,瞬時溫度高但難以控制。

現在的主流核聚變路線,核心是兩種:託卡馬克和慣性約束聚變(ICF)。託卡馬克是用超強磁場把等離子體“圈”在真空腔裡,像個磁籠子,典型代表是國際熱核聚變實驗堆(ITER)。ICF則是用雷射把燃料靶丸“轟”到極高壓,像美國國家點火裝置(NIF)。
但這倆只是大方向,細節上還能細分。比如,託卡馬克裡,有人用低溫超導磁體,有人用高溫超導;有人搞大裝置,有人搞小型化。
未來可能會有“高階聚變、低端聚變、艦載聚變、農村聚變” ,不同市場定位,對應不同技術路徑。
中國的能量奇點直接All in高溫超導託卡馬克,賭小型化、低成本的路線;聚變新能則更偏傳統託卡馬克,但強調工程整合效率;
每個團隊都在賭自己的路線能跑通,相當於在不同賽道上同時開跑,總有一匹馬可能衝線。
舉個例子,新奧集團的“玄龍-50U”的核心路線,是球形環結合氫硼聚變,聽起來有點拗口,但其實就是一種特別的核聚變玩法。

這個思路的特別之處,就在於“氫硼聚變”。核聚變燃料一般用氘和氚,這倆好搞反應,但會產生中子,帶來輻射,得加厚防護,成本嗖嗖往上漲。
新奧選的氫硼燃料(也就是質子和硼-11)就牛了,反應後主要生成帶電的氦核,幾乎沒中子,乾淨得像個“綠色能源夢”。而且氫和硼在地球上儲量超多,不像氚那麼稀缺。
因此,氫硼聚變需要更高的溫度和壓力,是條特別難,但同時潛力巨大的路線。

效率與成本
多了賽馬式的多線嘗試外,民企在核聚變上的另一大優勢,就是工程上的極致效率、成本。
那為什麼效率這件事,到了現在那麼重要了?不都說核聚變這種“人造太陽”是世紀工程嗎?
答案是:時代變了!氣候變化壓得各國喘不過氣,碳中和目標像緊箍咒,化石燃料得趕緊退場。

全球變暖影響,2024年地表平均氣溫與1991-2020的差距
核聚變作為“終極能源”,清潔、幾乎無限,成了各國眼裡的香餑餑。但問題是,大家等不及了!政府、資本、公眾都盯著:你這“人造太陽”不能一直老燒錢不發電吧?
這時候,民企那種“卷效率”、“拼成本”的本事就派上用場了。
舉個例子,核聚變裡最硬核的部件之一是超導磁體,這玩意兒就像個超級強大的“磁籠子”,得把上億度高溫的等離子體死死鎖住,不讓它亂跑。

中國造出世界最大超導磁體
磁體得用超導材料一圈圈繞出來,精度要高,稍微差一點,等離子體就可能“越獄”,整個裝置就炸了。
而高鐵的“飛毛腿”——磁懸浮技術,其實就靠類似的超導磁體。
像能量奇點的“洪荒70”託卡馬克,用的就是高溫超導(HTS)磁體,材料是稀土鋇銅氧。中國的西部超導公司,早就給ITER專案供過超導線材,技術硬得不行。
能量奇點直接跟國內這些供應商合作,拿現成的超導材料和技術,稍微最佳化一下,就做成了核聚變需要的超強磁體。造價比傳統託卡馬克低了至少一半。

同樣地,核聚變的另一個關鍵部件是真空腔體,這玩意兒就像個超級密封的“真空瓶”,得保證裡面幾乎沒空氣,不然等離子體會跟空氣分子撞來撞去,反應就黃了。
雖然聽著要求很高,但從工程上來看,其實就是潔淨製造的頂配版
這跟啥行業像?半導體制造。
造晶片需要超乾淨的“無塵車間”,裡面得用高精度真空裝置,比如真空泵、真空腔體,來保證晶片刻蝕、沉積時沒一點雜質。
中國在5G基站、晶片製造領域,已經攢了不少真空技術的家底。比如,中微半導體這樣的企業,早就掌握了高精度真空腔體的製造,能做出奈米級的密封結構。這些技術,核聚變直接“抄作業”就行。
類似的例子,還有核聚變的超精密電源系統。
核聚變電站工作時,得瞬間輸出幾百萬安培的電流,不能有一丁點波動,不然等離子體就失控了。
而國內的弘訊科技,在核聚變電源器領域與歐洲核子研究中心多年合作。為義大利EEI設計生產動態效能轉換器系列,其有著穩定、精準、高速、靈活的設計功能,確保了等離體狀態的穩定控制,為託卡馬克系統提供了先進的直流/直流電源解決案,是核聚變的核心部件。

歐洲核子研究中心

路遙知馬力
有了這些硬核的工程能力,中國的民企在效率、成本上做到了一個什麼程度?
這裡有個數據是:ITER是35個國家聯合搞的託卡馬克專案,從2006年啟動到2024年,預算已經從最初的50億歐元飆到200億歐元(約合220億美元),而且還在漲。

ITER的主裝置
而能量奇點的“洪荒70”,總造價在1.3億人民幣(約0.18億美元)左右,而且前後只花了兩年多。
類似地,新奧集團的“玄龍-50U”,總成本也僅在十多億左右,從開始研發,到實現了全球首次百萬安培級氫硼等離子體放電,總共只用了5年。
值得一提的是,這還是全球首次百萬安培級氫硼聚變放電。
從總體上看,雖然民營核聚變,很多國家都在弄,但真正比較有成效的,還是中美。
先看技術這塊兒。中國民企在核聚變上的技術路線,偏向於“劍走偏鋒”,聚焦託卡馬克和一些創新路線,靠著中國製造的工程優勢猛衝。目前在託卡馬克和氫硼聚變上跑出了世界級突破。
美國民企呢?走的是“多點開花”的路子,路線五花八門,託卡馬克、慣性約束、場反箍縮、斯特拉託啥都試,但整體技術成熟度方面,還是中國民企略佔上風。
舉個例子,CFS是美國民企裡搞核聚變的頭牌,背靠MIT(麻省理工),用的也是高溫超導託卡馬克,跟能量奇點有點像。他們的SPARC裝置,從2018年籌劃到2024年底才完成磁體組裝,預計2026年點火,週期8年。

而Helion的“Polaris”專案號稱2024年接近點火,但實際放電資料還沒公開,計劃2028年併網,週期也是8-10年。
美國的工程速度慢,主要是因為供應鏈沒中國那麼“卷”,比如CFS的超導磁體得從日本、歐洲進口,交付週期動輒半年,成本還高。
但美國強的地方,一是民企融資能力強(動輒幾十億美金),二是理論創新能力突出,像MIT、普林斯頓直系人才,經常會投入民企。
把技術、工程、融資、底層理論這幾塊兒綜合起來,中美民企目前的優劣勢,可以說相互抵消,雙方大致站在“同一起跑線”上。
誰最終跑到發電、商用,還要看未來5–10年誰能撐到突破。
不過,可控核聚變的一個特殊之處就在於:理論上的創新,其實沒別的“深科技”那麼重要,因為可控核聚變,是個典型的“理論容易、工程地獄”的領域。
核聚變的基本理論,其實早就清楚了,理論上,1950年代人類就知道託卡馬克能行;
但是70年過去了,真正在實驗中實現 Q>1(能量輸出大於輸入) 的,只有英國的 JET + 美國的 NIF + 中國EAST 這些“半國家專案”。
民營企業還沒有一家真的做到“自給性 Q>1”。

你可以寫出完美的磁約束公式,但現實裡磁線圈一有形變、溫升、微電弧,等離子體立馬失控。
很多人以為只要有了理論,工程能力差點,多花點時間和錢,照樣能搞出來。
但實際上,聚變的難點是“控制”和“工程穩定性”,不是理論新發現。
所以,在完成“人造太陽”這個世紀壯舉的路上,人類真的只有腳踏實地,一步一個腳印地去踩過工程上的所有溝溝坎坎,才能踏平坎坷成大道。
除此之外,別無捷徑。
畢竟,理論不會幫你擰螺絲。

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