能量奇點建成的全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置“洪荒70”。受訪者供圖

  記者杜晨薇

  今天，當全球加速探索終極能源解決方案——可控核聚變時，在上海臨港，有一支年輕的創業團隊，也加入了這場未來之爭。團隊掌門人，能量奇點能源科技（上海）有限公司CEO楊釗，想要做一件超越人們想像空間的事：研製出Q（聚變能量增益因數）大於10的高溫超導托卡馬克裝置，在10到15年內實現可控核聚變的商業化。而人類現時能够達到的最大Q值是1.53。

  今年3月，能量奇點建成了全球首臺全高溫超導托卡馬克裝置“洪荒70”，現時正在進行點亮电浆前的調試準備工作，同時也在研發全球磁場强度最高的聚變裝置磁體。這意味著，解題過程中，許多受制於能源的節點將得到疏通。

  造一艘“鐵船”

  相比於產生大量碳排放的化石燃料能源，與存在核洩漏風險的裂變核能，可控核聚變是無限、清潔、安全的能源，被譽為人類能源的終極解決方案。

  楊釗介紹，Q大於1，即輸出的能量大於維持反應所需輸入的能量，是論證可控核聚變科學可行性的第一步。早在20世紀90年代，全球已有數臺托卡馬克裝置接近這一目標。於是，更多人把目光投向Q大於等於10。

  2018年，聯邦聚變系統提出了Q大於等於10的小型化高溫超導托卡馬克裝置設計圖，直徑是ITER的四分之一，體積則只有ITER的五十分之一。“核聚變商業化賽道也是從這時逐漸開始熱起來的。”在2023年，能量奇點成立的第三個年頭，全球已有44家聚變企業完成創建。

  “但我們想做的是用最低的成本實現Q大於等於10。”楊釗說，用一個不完全恰當的比喻，如果說以前的托卡馬克裝置就像海上的木船，那麼能量奇點想做一艘航海的鐵船。儘管船與船背後的物理原理是一樣的，但在造出來之前，沒有人相信一艘鐵船也可以在水面上浮起來，還能够穩固前行。

  可“洪荒70”誕生了。它的直徑約3.6米，全部磁體系統均採用高溫超導資料建造。此前，世界上還沒有一臺全高溫托卡馬克裝置，能量奇點驗證了它的可行性和運行穩定性。“你看，我們真的把鐵船造出來了。”楊釗說。

  然而，造一艘鐵船並不是終點，能量奇點真正要造的，是一個效能更强、成本更低，能够為人類創造更大價值的巨輪。

  最正確的决定

  今年，能量奇點要攻克一個叫作經天磁體的難關，它將完成下一代托卡馬克裝置“洪荒170”中科技難度最大的覈心零部件的科技驗證，這也是實現Q大於等於10的關鍵。而一旦“洪荒170”成功問世，它將有望成為世界上以最低成本實現Q大於等於10的托卡馬克裝置。

  能量奇點落地臨港後，僅用了一年時間，就從一個4個人的團隊，發展為一個120多人的世界級研發和工程人才團隊，其中包含多名國家級和省級高層次人才。

  如今，楊釗已帶領公司完成了兩輪數億元的融資，建成國內第一個高溫超導托卡馬克磁體廠房，自研出了高溫超導環向場磁體、中線螺線管磁體以及極向場磁體，每個磁體的成功研製，都是新技術從無到有。

  “到臨港創業，是我做過最為正確的决定之一。”楊釗說，上海在核電科技領域長期積累，形成了完整的產業鏈。上海也是我國高溫超導產業的中心，擁有最集中的高溫超導帶材供應能力。以“洪荒70”為例，絕大部分高溫超導帶材來自上海超導科技股份有限公司，關鍵機械部件加工則交給了上海電氣核電集團，裝置總體安裝由中核五公司承接，裝置的環境和輻射安全評估由上海核工院負責……去年，市科委、市經信委和臨港新片區管委會還為公司提供了累計超千萬元的經費支持。

  全球85%的聚變公司預測2040年前將實現可控核聚變發電。能量奇點也規劃在2035年左右研發出“洪荒380”，作為首個可商業化的聚變發電示範堆。中國的“洪荒之力”，也許將在那時震驚世界。