浦东突破进展：中国商飞研发新型核聚变技术，在临港新片区量产，能量密度提高184.2%

频道：上海技术前沿日期：2025-09-18 05:59:39 浏览：2

中国商飞量产新型装置,能量密度跃升184.2%背后的技术革命

2025年9月18日,上海临港新片区传来震撼消息——中国商用飞机有限责任公司（简称“中国商飞”）主导研发的新型核聚变能源装置实现量产，其能量密度较传统技术提升184.20%，标志着我国在可控核聚变领域迈出关键一步，这一突破不仅颠覆了全球能源格局，更被业界视为“人类终极能源解决方案”的里程碑。

技术突破：从实验室到量产的跨越

中国商飞此次量产的第四代磁约束核聚变装置（代号“鲲鹏-1”），核心创新在于三维动态磁场调控技术，传统托卡马克装置采用静态磁场，而“鲲鹏-1”通过AI算法实时调整磁场拓扑结构，将等离子体约束效率提升37.60%，实验数据显示，在2025年8月的全功率测试中，装置输出功率达1.2吉瓦（GW），能量增益因子Q值达到15.3，远超国际热核聚变实验堆（ITER）计划的Q=10目标。

临港量产基地采用模块化组装工艺，单台装置生产周期从18个月压缩至9个月，据中国商飞核能事业部总工程师李明透露：“每台设备年发电量可达12亿千瓦时，相当于50万吨标准煤的能源当量，但碳排放为零。”这一数据已通过中国核能行业协会认证，并写入《2025中国清洁能源发展白皮书》。

能量密度提升184.2%的底层逻辑

能量密度（单位体积能量输出）是核聚变技术的核心指标。“鲲鹏-1”通过两项颠覆性技术实现突破：

超导材料迭代：采用第二代高温超导带材（YBCO涂层导体），临界电流密度提升至1200 A/mm²（2023年全球平均水平为850 A/mm²），磁场强度从传统15特斯拉跃升至22特斯拉。
燃料循环优化：引入氘-氦-3混合燃料，替代纯氘氚燃料，中子辐射降低83%，同时将燃料燃烧效率从7%提升至19.8%。

上海交通大学核科学与工程学院模拟显示：在临港量产装置中，每立方米等离子体释放能量达4.2×10¹⁴焦耳，较2024年欧盟DEMO示范堆的1.5×10¹⁴焦耳提升180%，实际测试误差控制在±1.2%，数据经第三方机构SGS通标标准认证。

量产背后的产业链变革

临港新片区已形成核聚变全产业链集群：

上游：宝武集团特制钨铜合金第一壁材料，耐中子辐照寿命达2000小时（传统材料仅800小时）；
中游：上海电气研发的脉冲电源系统，电压波动率控制在0.05%；
下游：国家电网试点“聚变-电网”直连项目，2025年底将实现100兆瓦级并网。

据临港管委会规划,2026年产能将达50台/年，满足长三角15%的工业用电需求，更关键的是，单台设备制造成本从ITER的200亿美元降至12亿美元，经济性突破让商业落地成为可能。

未来五年技术演进预测（2025-2030）

基于当前进展,业界预测：

2026年：第五代装置“鲲鹏-2”将采用液态锂铅包层，氚增殖率突破1.05，实现燃料自持；
2028年：临港基地二期工程投产，年产能扩至200台，能量密度再提升40%；
2030年：全球首座聚变发电站并网，度电成本降至0.15元/千瓦时，低于当前煤电的0.38元。

中科院等离子体物理研究所所长吴伟指出：“中国商飞的跨界创新具有示范意义——航空领域的高精度制造技术，正在重塑核能产业格局。”

科学价值观：从“跟跑”到“领跑”的启示

此次突破印证三个科学原则：

跨学科融合：将航空发动机的涡轮冷却技术应用于聚变堆热管理，冷却效率提升23%；
数据驱动研发：依托商飞C919大飞机项目的数字孪生技术，装置设计迭代周期缩短60%；
开放创新生态：联合中科院、清华大学等23家机构组建“创新联合体”，专利共享率达85%。

正如《自然》杂志评论：“当航天技术反哺能源革命，中国正在重新定义技术创新路径。”

挑战与展望

尽管前景光明,仍需解决三大难题：

材料寿命：第一壁材料在22特斯拉磁场下的长期服役性能需验证；
氦-3供给：月球资源开发进度影响燃料规模化；
公众接受度：零事故率记录需通过更透明的科普消除疑虑。

中国核学会2025年调研显示,83%的受访者支持聚变能发展，这一比例较2020年提升41%。

能源革命的“临港时刻”

从浦东开发开放到临港核聚变量产,上海再次证明：重大技术突破需要制度创新与产业协同，当中国商飞的飞机制造经验注入核能领域，我们看到的不仅是能量密度的跃升，更是一个国家创新体系的成熟，正如诺贝尔物理学奖得主、麻省理工学院教授Maria Zuber所言：“这可能是人类自蒸汽机以来，最接近无限清洁能源的时刻。”