扎根临港专心“造太阳”

杨钊（左）和同事讨论技术难题 本报记者 杨欢 摄

核聚变是指氘、氚等轻原子核结合成氦等较重原子核并放出巨大能量的过程。仿照太阳内部热核聚变反应的可控核聚变装置，也被称为“人造太阳”。由于聚变原材料资源丰富，且无污染排放，可控核聚变被认为是人类解决能源问题的重要出路，被视为“终极能源”。

瞄准核聚变赛道

在上海临港，一家成立不到3年的年轻公司——能量奇点能源科技（上海）有限公司，有一个目标：研制出Q（聚变能量增益因子）值大于10的高温超导托卡马克装置，在10到20年内实现可控核聚变的商业化。目前，人类能够达到的最大Q值是1.53。

该公司创始人杨钊，本科就读于北京大学物理系，在美国斯坦福大学获得理论物理博士学位。30岁那年，杨钊遇见了大他三岁的资深投资人叶雨明，俩人一拍即合。

他们认为，可控核聚变具有原料充足、经济性能优异、安全可靠、无环境污染等优势，商业化一旦实现，能够提供相当于目前发电量成百上千倍的电能，推动人类文明进入下一个发展阶段。高温超导托卡马克的性价比优势显著，有望率先实现商业化应用。

2021年6月，能量奇点公司在上海注册成立。“洪荒70”托卡马克首个环向场线圈磁体研制完成、首个中心螺线管线圈研制完成、主机系统交付、局部螺旋磁通注入系统测试成功……近日，杨钊告诉记者，再过两个月，能量奇点研发建设的全球首台全高温超导托卡马克装置“洪荒70”将点亮等离子体。

“洪荒70”直径约3.6米，全部磁体系统均采用高温超导材料建造。“此前，世界上还没有一台全高温托卡马克装置，我们想验证它的可行性和运行稳定性。”杨钊告诉记者，可控核聚变能源领域有两类研究方向：一类是惯性约束核聚变，另一类是磁约束核聚变。托卡马克是最先进的磁约束核聚变装置。

Q＞1，即输出的能量大于维持反应所需输入的能量，是论证可控核聚变科学可行性的第一步。早在上世纪90年代，全球已有数台托卡马克装置接近这一目标。于是，更多人把目光投向Q≥10。ITER与联邦聚变系统（CFS）公司作为全球两家代表性机构已经走在前面，前者是人类史上最大的科学合作项目，后者是一家来自麻省理工学院的创业公司。

两家机构的技术路线不同。ITER采用的是低温超导技术路线，这种材料的临界磁场强度相对较低，决定了ITER只能通过提高体积的方式来提高聚变增益，昂贵的建造和运行成本让它的商业化前景存疑。

随着第二代高温超导材料钇钡铜氧的大规模量产，2018年，CFS提出了Q≥10的小型化高温超导托卡马克装置设计图，直径为ITER的1/4，体积仅为其1/50。“冷门”的核聚变商业化赛道不知不觉“热”了起来。

扎根临港的理由

2022年2月，米哈游联合蔚来资本领投了能量奇点。谈及公司选择扎根上海临港的理由，杨钊说是因为上海有完备的核工业体系以及全球人才优势。他感慨，事实证明，当初的选择非常正确——上海的核工业和高温超导材料产业，为能量奇点的迅速推进提供了关键支持。“洪荒70”的绝大部分高温超导带材来自上海超导科技股份有限公司，关键机械部件加工则交给了上海电气核电集团，装置总体安装由中核五公司承接，装置的环境和辐射安全评估由上海核工院负责。

眼下，杨钊和公司成员正在攻关另一个难题——经天磁体。这是公司下一代托卡马克装置“洪荒170”中技术难度最大的核心零部件的技术验证，也是能否实现Q≥10的关键。根据美国国家科学院2021年发布的聚变能源路线图，聚变发电入网将于2035—2040年实现。对于未来，杨钊充满信心：“这个行业将迎来‘聚变’。” 本报记者 杨欢

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