国际首例！商业化可控核聚变研发企业「星环聚能」实现装置运行与控制新突破｜顺为系

职场 2024-09-10 10:02 北京

人类对商业可控核聚变的追求已有数十年之久。作为一种模拟太阳内部能量释放的技术，核聚变被认为是解决全球能源问题的终极方案。其原料丰富、运行过程几乎无碳排放，且不会产生高危放射性废物，因此长期以来被视为理想的清洁能源。然而，由于技术复杂性和实现难度极高，核聚变的商业化一直是全球科技界面临的巨大挑战和共同的梦想。近年来，随着高温超导材料、等离子体控制技术等前沿领域的进展，核聚变逐渐从理论走向工程化，这让人类离核聚变商业化的愿景越来越近。

星环聚能近期在这一领域取得了具有里程碑意义的技术突破，成功实现了国际首例球形托卡马克等离子体的优化位形，并在等离子体性能提升和高温超导磁体研发上取得了显著进展。这不仅标志着星环聚能具备了从原理验证到工程落地的全过程自主研发能力，也为下一代聚变装置 CTRFR-1 的研发奠定了坚实基础。这一突破为核聚变能源商业化铺平了道路，进一步验证了聚变技术作为清洁能源的重要潜力，对全球能源转型具有深远意义。

｜星环聚能运行第一代核聚变装置，点亮等离子体。图片来自星环聚能。

关于「星环聚能」

成立于 2021 年的星环聚能，其核心成员全部毕业于清华大学工程物理系，拥有超过 20 年积累的可控聚变研究整体经验，是国内系统性从事聚变能研发的顶尖团队之一。

创始团队在高温超导球形托卡马克的基础上，创新性提出了多冲程重复运行、等离子体电流自有磁场重联加热等为特点的紧凑型重复重联聚变堆方案，预期可在相对紧凑的尺寸内实现高效、稳定、经济的聚变能输出。

作为星环聚能的长期支持者，顺为坚信科技创新是推动未来发展的关键动力，特别是在核聚变这一前沿科技领域。顺为曾于 2022 年领投「星环聚能」天使轮融资。作为“顺为探索计划”项目之一，星环聚能自成立以来，便秉持着创新的精神，致力于将核聚变技术商业化，以期在不远的将来，为世界提供一种新的、清洁的能源解决方案，这与“顺为探索计划”的发起目的相符。作为一家专注于发掘前沿技术和科技创新的创投机构，我们希望能够通过响应政府号召，持续支持优秀创业项目，助力实现科技创新，加速新质生产力的发展，为构建中国式现代化提供坚实的技术支撑。

国际首例！星环聚能实现装置运行与控制新突破！

近期，星环聚能在球形托卡马克运行与控制、等离子体性能提升、高温超导磁体研发和聚变衍生技术产业化等方面都取得了重要进展。这些进展不仅验证了星环聚能已具备从原理验证到工程落地的全过程自主研发能力，也为下一代聚变级装置 CTRFR-1 的研发建设奠定了坚实的基础。

国际上率先实现

球形托卡马克等离子体的一种优化位形

在先进的自研球形托卡马克放电设计算法和等离子体平衡反演算法的支持下，星环聚能近期在国际上率先实现了球形托卡马克等离子体的一种优化位形，该位形具有密度较高、约束较好且稳定等优点，具有很好的反应堆前景，但对等离子体控制和磁体电源能力的要求更高。(根据截至本文首次发布时全球已发表论文数据统计结果）

该优化位形的成功实现，为公司下一代聚变装置CTRFR-1提供了重要的参考，也是继重复重联放电、偏滤器位形放电后，星环聚能在球形托卡马克运行与控制方面的又一突破。这也表明星环聚能”物理-实验-工程“全过程自主研发能力达到了新的高度。

｜左图：放电设计位形右图：放电反演位形

｜等离子体性能提升，等离子体电流翻倍

在更强的运行和控制能力的支持下，星环聚能近期显著提高了球形托卡马克等离子体的性能。实现了等离子体电流翻倍，等离子体电子温度提升超过 2 倍，最高电子温度超过 1.2 keV。

高温超导磁体研发达到实用化要求

近期，星环聚能可靠地掌握了高温超导无绝缘线圈的设计方法与制造工艺。自主开发了高温超导磁体运行监控及保护系统，实现了磁体长时间稳定运行。多个高温超导磁体在多次冷热循环后性能稳定，达到了实用化要求，可以交付用户日常使用。

其中，SH-150 亥姆霍兹磁体可提供孔径 150 mm 的均匀磁场，成为了星环聚能螺旋波等离子体源、高电流密度等离子体枪等技术的开发测试平台。

这标志着星环聚能已经具备较为成熟的高温超导磁体相关的真空、低温、测控、电源等多系统集成和工程落地能力，为第一饼聚变级球形托卡马克环向磁体的制造和测试打下了坚实的基础。

｜亥姆霍兹线圈测试平台

聚变衍生技术产品实现产业化应用推广

除了在聚变工程技术方面持续高速推进外，星环聚能自主研发的高带宽高隔离度信号隔离放大器、常规信号隔离放大器、积分器等信号调理设备已经长期稳定应用于聚变实验装置，经受住了各种严苛环境的考验。这些设备可以在相关场景广泛应用，推动聚变衍生技术产业化。

此外，星环聚能还开发了激光诱导击穿光谱（LIBS）、离子多普勒光谱（IDS）、电火花光谱、静电探针控制器等与装置运行或物理研究密切相关的等离子体诊断。全自主研发的聚变衍生技术产品已经走向应用与推广阶段。详细产品信息可在“星环聚能官网-产品中心”查看，欢迎有相关技术需求的企业咨询洽谈。

2024 年是星环聚能下一代聚变级装置 CTRFR-1 研发的关键时期，等离子体前沿物理探索和高温超导工艺工程研发正同步进行，取得了坚实的阶段性成果。目前，星环聚能研发团队规模达到百余人，业务范围覆盖多学科，研发能力贯穿物理、实验、工程和工艺全流程，具备强大的研发和工程化能力，有效支持了 CTRFR-1 装置的物理研究和工程开发，并同步推动聚变衍生技术产业化。

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