来源：@中国经营报微博

中经记者 索寒雪 北京报道

可控核聚变装置的关键燃料之一——氚，正在成为“人造太阳”产业化进程中绕不开的资源约束。

“现在氚的单克价格达到数十万至数百万元。”一位核电企业研究人士向《中国经营报》记者透露，“全球能够规模化供应氚的国家和机构很少，氚资源稀缺。”

核聚变能已被写入国家“十五五”规划纲要，并被列入未来产业重点方向。由于其基本原理与太阳的能量来源相同，可控核聚变装置也被称为“人造太阳”。

多个聚变项目需要氚

据了解，“人造太阳”通常指可控核聚变装置。在当前主流技术路线中，氘和氚被视为重要聚变燃料。其中，氘相对易于获取，而氚则是关键但稀缺的放射性氢同位素。氚的半衰期约为12.3年，自然界中含量极低，未来聚变堆若要实现长期稳定运行，需要在装置内部通过中子轰击锂材料“增殖”氚，从而形成燃料闭环。

前述人士表示，氚资源管控严格，市场上存在“有价无市”的情况，外购难度较大。因此，从长期看，聚变堆必须实现装置内部自产氚，并形成闭环自持。

该人士表示，当前聚变堆依然面临多项科学与工程难题，包括等离子体稳态自持燃烧、聚变堆结构材料、氚增殖与自持循环等。

核工业西南物理研究院公开文章显示，氘可通过蒸馏法相对容易地从海水等原料中提取，每吨海水中约含33克氘，且氘通常已应用于科研和工业领域。相比之下，自然界仅存在微量氚，且氚性质不稳定。

英国原子能管理局（UKAEA）聚变技术执行主任Stephen Wheeler曾在2024年2月透露，当前氚价达每克3万至4万美元。

核工业西南物理研究院上述文章还指出，2000年之后，已有30个项目计划采用氘—氚燃料源。数据显示，全球现有氚库存约20公斤，这对于一个具有全球意义的潜在能源产业而言显然不足。即便在当前发展阶段，对于拥有众多筹备项目的聚变行业而言，氚供应已经构成挑战。

材料与装置仍待突破

除氚供应外，聚变装置还面临材料、工程和系统集成等方面的挑战。

前述核行业人士表示，等离子体在装置内部运行，运行终止阶段会产生辐照损伤。目前，聚变工况下材料承受的辐照量比压水堆等裂变堆高出数倍；现阶段，能够耐受长期强辐照环境的特种结构材料，全球仍处在攻关阶段。

不过，中国已经在部分关键技术上取得进展。

据了解，“中国环流三号”作为我国“新一代人造太阳”装置，已实现离子温度1.2亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行，聚变综合参数达到10的20次方量级。当前，“中国环流三号”正按计划推进全面升级，计划于2027年首次实现燃烧实验。

在组装技术层面，2024年2月29日，全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）组织与中核集团中核工程牵头的中法联合体正式签署真空室模块组装合同。这是中国在成功安装ITER核心设备之后，再次承担其核心设备安装任务。

业内人士认为，氘—氚燃料路线仍是当前聚变能研究的重要方向之一，但氚资源供应、氚增殖技术、耐辐照材料和工程化装置等问题，将直接影响“人造太阳”从实验装置走向产业化应用的进程。

（编辑：郝成 审核：朱紫云 校对：陈丽）

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