聚变之眼,窥见未来! “聚焦诊断,聚变未来——核聚变诊断技术研讨会”在皖举办

如果把聚变装置比作探索“终极能源”的巨人,那么诊断系统就是巨人的“眼睛”。没有精准的诊断,装置如同蒙眼驾车,极度危险,寸步难行。
5月30日下午,暑气已盛。位于合肥市庐阳区的聚变堆主机关键系统综合研究设施(CRAFT)园区内,会场气氛同样炽热——“聚焦诊断,聚变未来·核聚变诊断技术研讨会”在此举办。两百余位来自全国各地的聚变领域专家学者、企业代表和投资人,顶着高温奔赴远郊,共话“聚变之眼”的前沿技术与工程应用深度对接。
活动由合肥市庐阳区人民政府指导,科大硅谷公司、安徽省聚变产业联合会联合主办,合肥太阿聚变科技有限公司、安徽省科技与产业融合创新协会共同承办。
“聚变之眼”下的“万物生”
比地球引力强数十万倍的强磁场、数亿摄氏度的高温……聚变研究的极端条件,驱动着高精尖测量技术不断向前沿迈进。
“诊断不仅要测量,更要判断。”中国科学院等离子体物理研究所副所长徐国盛用智能驾驶汽车的雷达系统作类比,向《徽商》全媒体记者形容诊断系统之于聚变装置的重要性。他解释说,聚变诊断系统需要全方位、无死角地测量并判断聚变堆内部的运行与控制过程是否安全。不仅要把数据测出来,还要经过复杂的分析才能得到有用信息。要想实现装置的反馈控制,首先必须要获得测量信号,才能有的放矢地去控制。
目前,聚变诊断领域已衍生出大量测量技术,物理领域种类极为繁杂,仅一台托卡马克装置就集成了80多种不同类型的测量系统。聚变诊断技术又主要分为电磁诊断、激光诊断、光谱诊断、微波诊断、粒子诊断和核测量等,整体正呈现出蓬勃的商业化态势。
合肥综合性国家科学中心能源研究院(下文简称“能源研究院”)、中国科学院等离子体物理研究所(下文简称“等离子体所”)已孵化出多个“卖铲人”,包括中科聚变太赫兹、中能聚控、中科谱康等,且部分关键技术已转化应用到基础科研、高端制造、医疗健康、公共安全等不同场景。
作为聚变等离子体最核心的状态参数之一,电子密度在物理测量上无法绕开太赫兹频段。而国内唯一具备该频段核心器件及整机交付能力的产业化主体,正是中科聚变太赫兹。
太赫兹波相比传统X射线,具有高分辨性、强穿透性、高安全性、物质鉴别性等特性,已拓展至安检、医疗CT成像等民用领域。最近仅三个月内,中科聚变太赫兹就完成了两轮数亿元股权融资,产品服务于上海科技大学磁惯装置、清华大学SUNIST-2及泰国托卡马克实验装置TT-1等多个装置,并参与CFETR的研发。
聚变装置的精准运行与安全防护,高度依赖核测量与诊断系统。中能聚控由能源研究院孵化,耗时近十年自主研发抗辐照电子元器件、软/硬X射线诊断系统等产品,可为聚变装置提供覆盖电磁、辐射及安全诊断的“一站式”解决方案。在核电子学、核测量与核诊断方向,该团队积累了近二十年的研发经验,深度参与EAST、ITER等重大聚变科研项目,是国内聚变领域的顶尖力量之一。其自研的高速低延时实时采集控制装备,已成功应用于国盾量子等量子信息技术企业。
在追求极高性能的同时,中能聚控也致力于推动行业的标准化进程。中能聚控创始人曹宏睿向《徽商》全媒体记者坦言:“我们更倾向于打造能适应多种环境的标准产品,这样既有助于企业控制成本,又便于产品在商业上普及通用。这需要行业形成共识,共同制定标准,让硬件实现通用化,这也正是今天这场研讨会的意义所在。”
而中科谱康的聚变等离子体多参数在线光谱诊断系统,能够适配聚变堆亿级超高温、高强度中子辐射、强电磁场干扰的恶劣运行环境,具备毫秒级超快动态响应能力与亚毫米级精细空间分辨能力,可全程跟踪等离子体起弧、升温、约束、燃烧、熄火全生命周期状态变化,主要面向EAST、ITER等主流聚变实验装置,及未来商用聚变堆的等离子体实时监测与状态诊断需求。
中科谱康总经理张洪明表示,以往诊断技术长期被视为冷门技术,但近年随着各类聚变装置的不断涌现,“国家队”技术积累的价值被迅速重估。张洪明向《徽商》全媒体记者分享了一个令人印象深刻的场景,今年年初在合肥举办的2026核聚变能科技与产业大会上,有300多位投资人加他微信。目前,中科谱康已获得约1500万元的融资,正在加速产能扩张,其光谱诊断技术也成功应用到合成生物学和制药领域,帮助企业打造“黑灯工厂”,完成了几十套产品的商业交付。
5月28日,位于法国南部的国际热核聚变实验堆(ITER)组织宣布,其超导磁体低温测试设施已投入运行。据介绍,ITER的磁体系统将是世界上规模最大、集成度最高的磁体系统,是由欧盟、中国、俄罗斯、美国等方共同参与建造的“人造太阳”装置。该项目旨在模拟太阳发光发热的核聚变过程,探索受控核聚变技术商业化可行性。其中,等离子体所承担ITER中12个诊断窗口的集成工作及40余项光学、微波诊断研制等,助力加快装置建设的进度。
面向未来商业化,徐国盛向《徽商》全媒体记者透露,商业反应堆上的诊断并不会像现在的实验装置需要安装80多种昂贵设备,而是用“少量关键测量+数字模拟+AI代理模型”,通过“虚拟信号”与“真实测量信号”的相结合,以更智能的诊断快速反映出完整信息,这一思路将大幅降低未来商业堆的造价。此外,ITER组织也正在推动国际统一的聚变数据标准制定。
“三大园区”筑巢引凤
这场高规格的研讨会落地庐阳区,并非偶然。依托科学岛,一座占地约23平方公里的未来大科学城,正在滨湖科学城西北部加速崛起。规划显示,未来大科学城将建设大科学装置集群、深空科学城、科学家小镇等项目。安徽已有、在建和预研的大科学装置共计13个,其中有9个布局在这里。未来大科学装置集聚成群,将构筑起原始创新的“硬核底座”。
合肥市发展和改革委员会副主任张杰表示,合肥已将聚变能源列为“654X”现代化产业体系中四大未来产业之一,从2025年起在长丰规划2.3万亩面积的聚变科创示范区北区建设,今年将把庐阳区作为整个聚变示范区的南区,承接成果转化,形成南北呼应、相互衔接的产业落地格局。
据庐阳区政协副主席、发改委主任杨天寿介绍,聚变能源已被确立为庐阳区未来产业的首位产业,并配套发展新一代半导体、空天信息等。为此,庐阳统筹谋划了三大核心载体:
一是仪器仪表产业园,紧邻未来大科学城,载体面积17.1万平方米,可实现项目“快速落地”、企业“拎包入住”。其中,一期7.6万平米已建成,二期已开工建设,曦合超导、国科仪器、汉威光电、尔行智能、吸收谱仪器等一批企业均已签约入驻。
二是未来创谷产业园,距BEST装置直线距离2.8公里,总建筑面积约30万平方米,定位为“总部研发+成果转化+企业孵化”三位一体的综合性创新园区,同步植入多元公共服务功能,让科研人员“下楼即可做实验、出门即可见资本”,预计2026年底投用。
三是黄岗科技产业园,总面积1500亩,将作为聚变能源产业的首要承载地。该园区计划集制造、研发、办公功能于一体,规划建设大跨度厂房,重点满足有制造需求的潜在企业以及相对成熟企业的发展需要。项目分三期推进,一期300亩,二期600亩,三期600亩,商业部分现已开工。
目前,庐阳区聚变产业正逐步成型。依托区内集聚的科研装置与院所资源,庐阳持续强化链上协同,不断加强成果转化与项目孵化,积极推动聚变能源产业高质量发展。庐阳区委常委、常务副区长王飞表示,“将以最大诚意、最优政策、最好生态,广纳八方人才与优质资源。”
在技术支撑方面,区内拥有等离子体所、能源研究院、安徽理工大学高等研究院等30多家著名院所;在创新平台方面,建有核聚变电真空装备研制联合实验室,发起成立安徽省聚变产业联盟,集聚了曦合超导、中科太赫兹等20多家产业链龙头企业;在资本赋能方面,庐州壹号产业基金规模达50亿元,参组基金规模近300亿元,年均返投金额超10亿元,已累计投资项目150余个;在产业配套方面,全区汇聚了8家国家级专精特新“小巨人”企业、83家省级专精特新企业、446家国家高新技术企业及152家创新型中小企业,围绕全产业链形成了较为完善的配套体系。
多方“聚合”发生“聚变”
研讨会亦凸显了跨区域协同的行业共识。
最近,核工业西南物理研究院(下文简称“西物院”)刚刚发布了全球首个聚变领域预训练模型“曦元(FusionMAE)”,在AI+聚变方向上率先破题。西物院成立于 1965 年,位于四川成都,是中国最早从事核聚变研究的专业机构之一,也是中国磁约束核聚变研究的核心力量,与中国聚变能源有限公司根据业务布局在上海、成都两地三区设置五个业务中心。
核工业西南物理研究院聚变技术研究所副所长石中兵告诉《徽商》全媒体记者,目前国内聚变企业主要集聚于合肥、成都和上海,各有特色。
其中,上海资金优势明显,在商业化进程上较快,吸引了大批初创企业;成都拥有深厚的科研积淀,扎实的技术底座为前沿研究提供了坚实支撑;合肥的特点则是产业链完整度较高,从核心器件到系统集成已形成闭环,技术与产业配套优势明显。
石中兵表示,成都的西物院与合肥的等离子体所虽侧重不同,但在微波诊断、激光诊断等领域合作密切,通过联合攻关和跨装置对比实验,共同推进前沿物理难题的解决。这种既竞争又协同的格局,正成为推动中国聚变诊断技术发展的重要力量。
“哪儿有最硬核的科技、最有梦想的团队,哪儿就有我们的身影!”科大硅谷服务平台公司董事长吴海龙形容科大硅谷是“超级链接器”,致力于将全球高校的创新大脑、硬核项目、顶级资本,像托卡马克一样聚合在一起,发生“聚变反应”。
值得一提的是,上述提到的羲合超导、中科聚变太赫兹、中能聚控、中科谱康,不仅是聚变产业链上的重点企业,也都是科大硅谷片区企业。此外,作为科大硅谷核聚变领域的科技传播合伙人,合肥太阿聚变科技正以“咨询+专业社交”为驱动,为科研院所、产业链上下游企业、金融机构搭建精准对接的桥梁。
除了托卡马克,聚变领域的另一条重要技术路线是仿星器。正如徐国盛向《徽商》全媒体记者所介绍的,仿星器的约束磁场完全由外部磁体线圈产生,与等离子体自身解耦,这从根源上避免了等离子体电流不稳定而引发的“大破裂”风险,具备天然的稳态运行优势。目前,中国科学院已研制出周长13米的全高温超导模型线圈,在今年年初通过测试,验证了未来反应堆所需的高场超导磁体工艺流程。
合肥星核聚变便是这一路线的实践者之一,专注于先进超导仿星器技术,规划分三代装置进行研发迭代,依托合肥聚变产业集群优势,稳步推进关键技术攻关与装置建设,其零号装置于去年开始研制,预计今年年底建成,将进一步完善我国磁约束聚变技术路线布局,为先进仿星器技术工程化发展提供重要实践平台。
随着BEST装置计划于2027建成运行,以及合肥星核聚变“星核0号紧凑型仿星器”等一批装置加速落地,合肥正以13个大科学装置的家底、2.3万亩示范区的空间、与“超级链接”的生态,在庐阳这片科学家乐园,集结中国最明亮的“聚变之眼”。