中科院核聚变成功了？

再过5年大家就能用核聚变点灯泡了，永远的50年要被打破了么？

这个BEST，全称是紧凑型聚变能实验装置（Burning plasma Experimental Superconducting Tokamak）。还有个中文名称，夸父启明。是目前在合肥在建，坐落于安徽合肥滨湖科学城。可以简单把这个项目看成一个小号的托克马克。核聚变装置并非一种，有托克马克，仿星器，

还有前几年美国国家实验室搞的惯性约束，核聚变用炸药炸出来，

最近更是出了一堆初创公司譬如Altman资助的Helion Energy用的是人工智能来控制离子束直接迎头对撞，甚至搞游戏的都在投资核聚变，腾讯投资了英国的First Light Fusion，米哈游2022年给能量奇点投了400万，主要路线是高温超导托卡马克。对于新来的同学对核聚变还比较陌生的，可以翻之前视频啊。

说到托克马克，很多小朋友会想到ITER项目，全称国际热核聚变实验反应堆。这是一个由欧洲主导的国际联合托克马克项目，由中国欧盟印度日本韩国美国等几十个国家地区协作，大家各自分担某一部分的研发和生产，最后在欧洲组装。咱们负责的部分是比较重要的超导体、校正场线圈、磁体馈线、电源和诊断等设备。根据ITER的反馈中国负责的部分完成速度和交付质量都非常好。

同时我们自己也有完全自主的核聚变项目，而且你经常可以看到国内核聚变项目进展和ITER经常几乎是前后脚。说明这两边的团队和科研平台很大程度上是共享的。

合肥的BEST项目是中国自主核聚变计划当中的一环。这个也符合我们长期以来大型科研项目的节奏，小步慢跑，步步为营。几年一个阶段，十年二十年开外，总归最后能给你弄出点啥大动静来。

看过往的关于核聚变发电的新闻，有些同学可能越看越迷糊，一会儿首次放电，一会儿温度一亿度，一会儿稳态高约束，持续一百多秒如此等等。所以可能给大家个印象就是老是有新闻各种突破再突破，但老是发不出电来。

托克马克核聚变发电需要几个条件，氘氚核聚变反应需要合适的温度，太高太低都会影响反应速率。而1亿摄氏度是最佳的反应温度，突破一亿度并且稳定运行就是一大关。但是温度高了之后这个等离子体流就好像奔腾的河水，到处乱逛，这么高温度和压力没有任何材料可以当堤坝限制它流动。好巧不巧等离子体是带电的，所以科学家可以采用高强磁场来对带电的流体进行约束，高中物理啊。但是这需要很高强度的磁场，反应温度越高需要的磁场越强大，且要不断实时调整来达到流动稳定性，确保等离子体流按照预定方向流动。所以我们看到之前的新闻是2000摄氏度稳定运行若干秒5000摄氏度稳定运行若干秒，如此等等，所谓的长脉冲稳态高约束，又要时间长又要温度高。最终2025年初，之前的那个EAST装置成功实现了上亿摄氏度、高约束等离子体的稳态运行，持续时间为1066秒，将近20分钟，这就为将来真正发电奠定了很好的基础，起码可以继续实验下一步了。在国际上来说这也是遥遥领先于其它国家的。

和之前的EAST东方超环类似，BEST同样还是实验性质。长达20多年的运行和不断突破，EAST其实已经达到了瓶颈，或者说是达到了设计上限。

下一步应该是真正的工程堆CFETR计划2030年建成，

实现发电200MW到1GW，但是除了温度磁场强度稳定运行时间还有发电功率之类的，这里面还有个参数，就是Q值。简单来说，就是电力的输入大于输出。我们刚说了半天又是高温又是磁约束的最后才有可能把电发出来，但是这些控制手段本身也要费电。而发电厂要有钱赚，你成本得小于支出。这个CFETR设计的目标Q值最终要达到10，也就是输出是输入的10倍，如果能到这一步，才大概可以说人类真正掌握了核聚变发电技术，否则就都是纯科研项目。说实话10这个目标不算低，世界上其它项目譬如ITER和美国的核聚变项目（SPARC）Q值初期目标大概就是5上下。

BEST可以说是在Q值达到最终目标值之前的实验项目。在通稿里面说得也很清楚，2025年开建，2年后首次实现核聚变发电演示。有望通过核聚变点亮第一盏灯。

而最终真正达到廉价聚变发电，Q值要达到50上下才差不多。所以即便是规划中的下一步工程堆CFETR也只是整个play中的一环，仍然是长途跋涉中的一个阶段而已。

说来说去啊，这个核聚变发电是越来越近了，并非是永远的50年。最近BEST算是成功路上重要的一步验证，而且是比原计划提前了。今年十月份的新闻是BEST杜瓦底座成功安装，这玩意简单来说就是个大号隔热垫。一个大型的真空部件，用来隔开聚变装置的高温防止烫坏地面。所以这在BEST这个项目中也只是前面几步之一。

前途光明，道阻且长，等核聚变发电点灯泡的还是得多点耐心。

另外，多说一句，目前大多数发电方式譬如火核到聚变最后一步大概都是烧开水，但是核聚变有可能通过直接收集alpha粒子，或者让等离子流穿过线圈产生感生电流来发电。所以像是钢铁侠胸前那个小太阳，首先肯定不能烧热水，而且和裂变反应比较，核聚变没有临界质量，更清洁辐射少，所以这玩意哪天要实现了也只有通过核聚变才有可能最终实现。