9月28日,从新奥集团股份有限公司获悉,其自主研发的“玄龙-50U”装置近日成功实现氢硼聚变反应。
这是全球商业化聚变公司首次在自有装置上实现氢硼聚变反应,也是我国磁约束聚变装置首次实现清洁无中子聚变反应,标志着我国氢硼聚变商业化取得重大突破。
在新奥聚变实验装置大厅,“玄龙-50U”球形环装置矗立。中央控制大厅显示屏的实验数据显示,“玄龙-50U”装置自2024年1月建成启用以来,已累计放电逾2万次。
核聚变是人类未来能源的终极解决方案之一。新奥选择的氢硼聚变技术路线以氢和硼为燃料,反应安全清洁、燃料丰富易得、成本低廉,商业化优势显著。但氢硼聚变反应条件更为苛刻,需要更高的温度和等离子体参数,一直被视为聚变领域的“硬骨头”。
新奥聚变实验首席科学家石跃江博士介绍,本次新奥聚变团队通过高能中性束注入与射频波的协同,大幅提高了氢硼反应第一共振峰的非热平衡快质子份额,实现了大于10的8次方/秒的氢硼聚变反应率。
近日,来自全球多个国家科研院所与知名高校的十余位聚变权威专家召开专题论证会,一致认为:本次实验实现了球形环装置中质子能谱及氢硼聚变反应产物α粒子的有效、可重复测量,探测方法可靠,可支撑氢硼聚变反应验证,是球形环氢硼聚变创新探索实践的里程碑突破,对全球磁约束氢硼反应的科学研究具有重要价值贡献。
新奥集团是中国最早开展商用聚变能开发的民营企业,也是中国首家加入国际托卡马克物理与工程活动(ITPEA)的民营企业。企业前瞻性布局聚变研发,确立了球形环氢硼聚变技术路线,先后自主设计建设“玄龙-50”和“玄龙-50U”两代装置,“玄龙-50U”2025年以来陆续实现全球首次兆安级氢硼等离子体放电、秒量级1.2特斯拉中心强磁场、全球首次氢硼等离子体高约束模放电、电子温度破1亿摄氏度等重大突破。
石跃江介绍,新奥聚变研发以商业化落地为核心牵引,系统布局五大关键技术解决氢硼聚变核心挑战:布局氢硼反应率提升技术,通过理论与实验突破,实现氢硼聚变“可点火、高增益”;开发高参数工程技术,满足商业堆工程需求;开发高等离子体温度相关技术,满足氢硼聚变高反应温度需求;开发氢硼聚变产物α粒子直接发电技术,实现聚变能高效转化为直流电;开发聚变人工智能技术,加快研发速度,实现商业堆智能稳态运行。
围绕氢硼聚变商业化,新奥集团制定了“三步走”战略。第一步,2026年底实现氢硼聚变反应,该目标现已提前实现;第二步,在2030年点亮氢硼聚变第一盏灯,承担这一目标使命的下一代球形环装置“和龙-2”已经全面动工建设,预计2027年底建成;第三步,在2035年前实现稳态、大功率发电,进入示范堆阶段。
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