行业洞察 | 做“难而正确的事”，中国民企领跑仿星器核聚变新赛道

新华财经上海5月29日电（张天源） 在人类探寻终极能源的漫长征途中，可控核聚变始终占据着颇为重要的位置。当全球目光聚焦于托卡马克装置的激烈竞逐时，仿星器技术路线却在近日连续迎来重磅突破。

近日，总部位于上海张江的岩超聚能宣布其成功研制出全球首例基于高强度不锈钢铠甲的三维异形超导磁体双饼线圈，并建成了国内首条仿星器三维超导磁体产线。这一系列突破，不仅填补了国内空白，更在全球范围内率先解决了下一代高性能仿星器装置最核心的制造瓶颈。

仿星器（stellarator）是一种使用三维扭曲线圈的磁约束核聚变实验装置。其通过三维绕组形成复杂磁位型，无需电流驱动即可约束等离子体，支持稳态运行模式，区别于传统托卡马克的脉冲操作。

选择“难而正确的事”

在核聚变领域，托卡马克与仿星器是两条并行的主要技术路线。前者因结构相对简单、研究起步早而备受瞩目，但其电流驱动不稳定性带来的“大破裂”风险对装置安全和商业并网带来了挑战。后者虽具备稳态运行、本质安全等理论优势，却因极其复杂的三维磁体制造困难，被公认为一块“难啃的骨头”。

这一选择，源于连续创业者的深刻反思。岩超聚能创始人郝祥林表示，此前他曾在其他聚变路线上进行过探索，最终发现那些路径尽管设计难度相对较低，但很难实现商业化落地。因此，在岩超聚能创立之初，他和团队便将目光锁定在了仿星器这一被国际顶尖科研机构视为未来方向的技术上。

“我们要选最终能发电并网的技术路线。”郝祥林表示，仿星器可以持续发电直接并网，且不需要复杂的控制来解决等离子体不稳定性，这是真正的“可控”。尽管技术难度极高，但其的确具有技术可行性，团队便决定专注于该技术路线的攻关。

此次岩超聚能技术突破的关键在于攻克了基于高强度不锈钢铠甲的导体“三维精确成型”难题。仿星器的铠甲材料直接决定着超导磁体在极低温、强磁场与巨大电磁力极端工况下的结构稳定性与长期服役可靠性。目前国际上标志性的仿星器装置中，德国W7-X采用铝合金铠甲，日本LHD采用铜铠甲。

图为仿星器三维异形超导磁体双饼线圈（受访者供图）

南方电网能源发展研究院助理研究员杜海龙表示，可控核聚变被誉为人类的“终极能源”，具有能量密度大，高度清洁的特点，被视为实现碳中和、构建新型能源体系、保障国家能源安全与战略自主性的关键赛道。2025年，全球可控核聚变发展明显提速，日本正式将聚变指定为国家关键战略技术，德国承诺为其国内聚变计划投入超过20亿美元。

后发优势助力技术突破

尽管创立时间不长，但岩超聚能的项目研发速度较快。 “作为一家创新企业，后发优势使得我们‘站在巨人的肩膀上’。”郝祥林介绍，各国研究人员多年来，不断对相关领域进行攻关，并将不少研究方法开源共享，通过学习总结相关经验，岩超聚能的技术发展路上尽可能避开了前人发现的误区。

这些优势促使岩超聚能规划建造的仿星器聚变装置的设计参数将远超海外已建成的仿星器装置。在材料选择上，岩超聚能也将采取全球首创的混合路线：既使用能让装置更紧凑的高温超导材料，也保留低温材料作为备份，以验证未来点火堆的可行性与可靠性。

据中经社行业洞察系统，目前全球总计约179台核聚变装置，运行中装置约103台，建造中装置约18台，处于计划建造阶段的装置约58台，涵盖托卡马克、仿星器、激光聚变等多种技术路线。

在德日等国已建成的仿星器聚变装置中，所选材料虽易于工程建造，但强度存在不足，在未来商业聚变堆点火所需的10特斯拉以上强磁场环境中，铝合金与铜铠甲极易发生变形，无法满足商用反应堆的服役要求。郝祥林表示，仿星器聚变反应堆要实现商用点火，必须使用强度高达700兆帕以上的高强度不锈钢铠甲。

然而，将这种高硬度材料加工成精确的三维异形结构，精度需达到毫米级，这在全球范围内都是一项未被解决的技术空白。岩超聚能的技术突破便在于此，这一成就意味着，该公司直接扫清了下一代高性能仿星器磁体系统最核心的制造障碍，为未来装置的工程化奠定了坚实基础。

“三角布局”与AI赋能的研发新范式

据规划，岩超聚能正加速推进产能建设，预计明年将三维超导磁体生产线从现有的一条扩建至四条，以满足2029年前搭建核聚变完整装置的进度需求，这些工程化落地的迅速推进展现了中国商业聚变力量高效的执行力。

值得注意的是，岩超聚能采用了“三角布局”战略：总部设在上海，生产线落地合肥，同时在深圳设立实验室。

这一布局背后是精准的战略考量：合肥是中国核聚变产业链最集聚的城市，核聚变所需的各项子系统供应链优势明显，对企业快速推进工程落地助力明显；上海作为国际化人才高地，有助于吸引全球顶尖专家，特别是对于仿星器这一国内专家稀缺的领域至关重要；而深圳则提供了良好的电子与制造创新生态，适合进行技术前沿探索。

在工程设计上，AI技术的充分赋能为仿星器聚变装置的设计带来了巨大的帮助。与托卡马克路线通过AI进行运行控制不同，岩超聚能将AI主要用于设计端。仿星器的三维非对称结构导致其物理计算量巨大，通过AI赋能，企业将繁复的数学推导和代码实现交给AI，相关专家可以专注于聚变物理问题本身。此外，AI还能进行拓扑优化，加速等离子体位形设计和线圈优化，寻找弯曲程度最小、最容易制造的方案。据企业表示，此次线圈的成功研制，AI在前期设计优化中功不可没。

展望未来，郝祥林预计，岩超聚能将在2029年建成仿星器聚变装置一代机，主要验证工程制造精度和开展长时间稳态运行；此外，该团队还计划于2035年左右建成的二代机，目标直指聚变点火和演示发电。

对于中国核聚变的未来，他表示，中国的仿星器聚变堆2035年左右实现点火、2040年前后开始并网示范并非遥不可及。从攻克“最难一环”到冲击“终极能源”，中国核聚变产业正以“难而正确的事”为航标，在仿星器这条赛道上全速前进。

编辑：李一帆

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