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(来源:上观新闻)
“我们将牢牢把握高温超导与人工智能两大前沿技术发展机遇,依托我国核工业全产业链体系优势与聚变研发技术沉淀,解决聚变能工程可行性的关键核心问题。”中国聚变公司总工程师钟武律在2026核聚变能大会上说的这句话,点出了“资本助力核聚变能开发”分论坛上两场主旨对话的主题:“高温超导磁体”和“AI4Fusion”(人工智能赋能聚变)。
高温超导的极限突破、人工智能的算法赋能,两大前沿技术正在与核聚变能技术协同发展,让“聚变电厂”实现商业发电的这一天早日来临。
高温超导:三大世界难题有待破解
超导是指某些材料在特定温度下电阻降为零的现象。传统低温超导材料需冷却至零下269摄氏度,成本高昂;高温超导材料可在零下196摄氏度工作,制冷成本较低温超导大幅降低,而且能产生更强的磁场。磁场越强,聚变反应效率越高,装置体积越小,经济性也越好。因此,高温超导被视为聚变商业化的“破局利器”。
“高温超导磁体面临三个极端条件——极低温、极高载荷、极高梯度。”强场科技创始人瞿体明说,“聚变磁体承受的机械应力高达700兆帕左右,接近超导材料极限,而且要反复循环,就像一个巨大的弹簧,要把它不断地压缩和拉开。”
“高温超导磁体”主旨对话在2026核聚变能大会“资本助力核聚变能开发”分论坛上举行。
比机械应力更艰巨的挑战是失超保护。翌曦科技创始人金之俭解释:“高温超导材料是一种陶瓷材料,失超传播速度仅每秒1厘米。这么大一个磁体,里面失超后,慢慢地传到外面,当它被探测到时,里面早就烧糊了。”据介绍,失超保护至今没有完善的工程解决方案。
中国聚变公司超导磁体部主任胡新波说,当单个高温超导磁体研制成功后,多个磁体组合会产生相互耦合的新问题。“只有把磁体安装到装置上才能验证,但一次事故可能只发现一个问题,想重复验证,还得重新做装置。”
应力耐受、失超保护、磁体耦合,这些都是世界级难题。面对这些挑战,中国聚变公司正在以“中国环流四号”装置为核心抓手,推进高温超导技术攻关。记者从论坛上获悉,这座全球首个高温超导强场稳态燃烧聚变装置的最高磁场达25特斯拉,有望吸引百亿元级别直接投资。作为链主企业,中国聚变还在牵头制订磁体标准与接口规范。论坛上,上海国投与中国聚变携手19家机构发起“聚变生态联盟”,进一步构建覆盖上游材料、核心器件、多元技术路线的协同创新生态。
AI赋能:吸引AI人才进入聚变领域
如果说高温超导技术要突破聚变的硬件瓶颈,那么人工智能要攻克的是软件难题。仿真、控制和设计是人工智能技术在聚变中的三大应用方向。
“5D物理仿真原本需要几小时甚至几天,AI可以做到秒级。”原力引擎创始人吴泰霖说。仿真是控制和设计的基础,强化学习训练需要好的仿真环境,设计也需要仿真来评估。当仿真、控制和设计三者深度融合,可打造聚变装置的“数字孪生体”,在数字世界里实时映射、预测并优化物理实体的运行状态。
然而,人工智能进入聚变领域还面临多重挑战。首先是“黑盒”问题。上海创智学院全职导师熊铮介绍,聚变装置对“等离子体破裂”的容忍度极低,所以黑盒式的AI控制难以直接部署,也难以处理从未见过的工况。其次是数据困境。上海交通大学副教授王明阳指出,高温超导磁体在极端工况中的数据非常稀缺,“一次失超烧毁的数据,比正常情况下通100次电都珍贵”。正因为控制环节对可靠性要求极高、数据获取成本极大,两位专家都认为,AI最适合的应用场景是设计环节,因为设计只在装置建造前进行,容错性较高。
“AI4Fusion”主旨对话在2026核聚变能大会“资本助力核聚变能开发”分论坛上举行。
人工智能赋能聚变还存在一个卡点:懂AI的不懂聚变,懂聚变的不懂AI。如何破解?吴泰霖、熊铮和王明阳给出了一致的解答:打破跨学科壁垒,建立数据共享机制,培养跨学科人才。为此,吴泰霖建议举办“AI+聚变”大赛,吸引更多人工智能人才进入聚变领域。
中国聚变公司是国内较早布局“AI+聚变”的机构之一,已在等离子体破裂预测与防护、高约束模运行、缺失诊断数据补全等多项技术上取得成果。在2026核聚变能大会“人工智能赋能核聚变”专题论坛上,中国聚变牵头发布了数字聚变堆协同研发平台“星聚平台V1.0”,标志着“AI+聚变”协同研发取得实质性进展。
目前,上海正将“AI+聚变”作为聚变产业全链条的关键一环进行系统布局。近日,上海国投旗下未来产业基金和科创集团共同领投原力引擎。这家由西湖大学特聘研究员吴泰霖创立的“AI+工程”企业,致力于构建覆盖仿真、控制、诊断与设计的AI原生底座,以可控核聚变作为首个高难度验证场景,其生成式AI控制算法已完成装置上机验证。
原标题:《专家探讨核聚变能两大前沿技术,高温超导和“AI+聚变”面临哪些挑战?》