IT之家 9 月 21 日消息，據(jù)文匯報(bào)報(bào)道，在今天舉行的 2025 年浦江創(chuàng)新論壇主論壇上，中國(guó)科學(xué)院院士、上海交通大學(xué)李政道研究所所長(zhǎng)張杰在題為“用激光聚變點(diǎn)亮未來(lái)”的報(bào)告中，分享了我國(guó)在激光聚變領(lǐng)域的最新成果與發(fā)展規(guī)劃。
張杰院士透露，其團(tuán)隊(duì)已于 2024 年底在嘉定啟動(dòng)研究基地建設(shè)，計(jì)劃通過(guò)“三步走”戰(zhàn)略，在上海建設(shè)國(guó)內(nèi)首座聚變能電站，并期望在 2045 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)營(yíng)。運(yùn)用團(tuán)隊(duì)提出的點(diǎn)火方案，最終發(fā)電成本將只有美國(guó)聚變發(fā)電的一半。
2022 年 12 月 5 日，人類(lèi)歷史上首次實(shí)現(xiàn)激光聚變凈增益，這被視為人類(lèi)向終極能源 —— 聚變能邁進(jìn)的關(guān)鍵一步。聚變能具有能量密度高、燃料來(lái)源近乎無(wú)限、無(wú)放射性且運(yùn)行絕對(duì)安全等顯著優(yōu)勢(shì)。自 1972 年起，美國(guó)及全球科學(xué)家便致力于追求核聚變輸出能量大于輸入能量的目標(biāo)，歷經(jīng) 50 年探索，終于取得突破。
據(jù)IT之家了解，實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的是美國(guó)國(guó)家點(diǎn)火裝置（NIF），作為世界上最大的激光聚變裝置，代表了人類(lèi)工程技術(shù)的極限。在實(shí)現(xiàn)凈增益后，美國(guó)科學(xué)家在提高增益效益的同時(shí)，開(kāi)始著手高重頻技術(shù)研發(fā)。目前，NIF 的增益已達(dá)到 4 倍，按照其聚變能發(fā)展路線(xiàn)圖，計(jì)劃于 2045 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行，屆時(shí)每個(gè)千萬(wàn)瓦時(shí)成本將低于現(xiàn)有所有其他能源。
據(jù)張杰介紹，然而美國(guó) NIF 在取得巨大成功的同時(shí)，也面臨著效率低、不穩(wěn)定等本征物理困難，問(wèn)題根源在于其采用的壓縮和加熱同時(shí)進(jìn)行的技術(shù)路線(xiàn)。張杰院士于 1997 年提出了一種“先壓縮、后加熱”的聚變技術(shù)路線(xiàn)，可使聚變過(guò)程更加高效、可控。
過(guò)去 6 年間，張杰帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了 11 輪大型物理實(shí)驗(yàn)，使用中國(guó)科學(xué)院上海光機(jī)所的“神光 2”升級(jí)裝置，解決了并驗(yàn)證了所有重要物理問(wèn)題。在最近完成的第 11 輪實(shí)驗(yàn)中，團(tuán)隊(duì)獲得的聚變?nèi)朔e達(dá)到世界最高水平，預(yù)計(jì)到 2028 年可實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火。
張杰還指出，在實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后，團(tuán)隊(duì)將致力于提高增益和重復(fù)頻率。目前美國(guó)的目標(biāo)是 10 赫茲，而張杰團(tuán)隊(duì)希望直接達(dá)到 50 赫茲，因?yàn)閷?duì)于發(fā)電而言，重復(fù)頻率越高越有利。在這一至關(guān)重要的 50 赫茲同頻激光驅(qū)動(dòng)技術(shù)上，團(tuán)隊(duì)正在進(jìn)行 5 個(gè)方面的關(guān)鍵技術(shù)突破，并已取得顯著進(jìn)展。
2024 年 11 月 17 日，張杰團(tuán)隊(duì)在光機(jī)所北區(qū)啟動(dòng)研究基地建設(shè)，計(jì)劃通過(guò)“三步走”戰(zhàn)略，在上海建設(shè)首個(gè)聚變能商業(yè)電站。他們預(yù)計(jì)在 2030 年前后完成激光聚變實(shí)驗(yàn)堆的所有關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，從 2031 年至 2035 年開(kāi)展激光聚變堆的工程研制，最終目標(biāo)是在 2045 年實(shí)現(xiàn)商業(yè)運(yùn)行。
張杰表示，與美國(guó)的技術(shù)方案相比，他們的方案在增益效率方面更具優(yōu)勢(shì)，且增益越高，相對(duì)的激光驅(qū)動(dòng)能量百分比越低，這更有利于聚變電站的建造。在聚變能電站性能的關(guān)鍵指標(biāo) —— 電價(jià)方面，張杰預(yù)計(jì)到 2045 年，美國(guó)聚變能的電價(jià)為 0.37 元 / 千瓦時(shí)，而他們的方案有望將電價(jià)降至美國(guó)的一半。
此外，激光聚變能源有望帶動(dòng)規(guī)模達(dá)萬(wàn)億以上的上中下游產(chǎn)業(yè)鏈。張杰認(rèn)為，過(guò)去三次工業(yè)革命都以能源進(jìn)步為底層邏輯，推動(dòng)了人類(lèi)文明的進(jìn)程，而聚變能將在更大程度上推動(dòng)人類(lèi)文明的進(jìn)步。
張杰院士表示，我國(guó)已經(jīng)走過(guò)了激光聚變的艱難時(shí)期，他們有幸生活在一個(gè)能夠夢(mèng)想并且能夠成就夢(mèng)想的時(shí)代。他們的夢(mèng)想是用激光聚變點(diǎn)亮未來(lái)，迎接聚變能時(shí)代的到來(lái)，為人類(lèi)文明的進(jìn)步貢獻(xiàn)中華民族的力量。
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