开局看“未来”⑤丨“玄龙”腾跃 点亮氢硼聚变“新火种”

4月15日，位于廊坊经开区的新奥聚变实验室里繁忙如常，科研人员正在对一个三米多高、周身布满管线、形状有点像柚子的巨大金属装置升级改造。

这个装置代号叫作“玄龙-50U”，是新奥集团研发的商用核聚变（以下简称“聚变”）实验设备。

新奥集团，这个国内最早开展商用聚变能源开发的民营企业，从2017年起已经默默投入45亿元，他们要把未来能源的梦，再往大里做一点。

新奥“玄龙-50U”聚变实验装置。

为什么要研究聚变能源？

要搞明白新奥的选择，先要说清人类为什么一直研究聚变。

道理不复杂。煤炭、石油、天然气等能源总有一天会用完，风光发电虽然好，但不够稳定，人类需要一种像火力发电厂一样稳定，但又不依赖化石能源的技术。

聚变发电就是各国对未来能源的共同选择——制造一个特殊装置，通过模仿太阳的工作原理，让原子在极高温下释放出巨大能量，再把这个能量转化成电能。

但是，与传统的核电站相比，聚变发电有什么不同？核电站都是裂变反应，原理就像“掰开”一个原子，利用这个过程中释放出的能量发电。虽然核电站比化石能源有优势，但存在热失控和放射性泄漏风险。

而聚变反应正好相反，它是将两个原子融合成一个原子，这个过程也会释放出巨大能量。在聚变过程中，如果出现设备故障或反应条件变化，反应会立即停止，不存在热失控风险，这也是“可控核聚变”一词的由来。

既然聚变这么好，为什么到现在还没用上？因为太难了。

太阳的中心温度约1500万摄氏度，它靠巨大引力把等离子状态的原子吸引在一起，让原子发生碰撞、融合，从而发光发热。在地球上，人类没法造出太阳那么大的引力场，要想实现聚变反应，只能靠加温加压——把温度推到上亿摄氏度，让原子撞在一起。

但问题又来了：用什么样的装置能把等离子状态的原子“装”起来释放能量呢？地球上没有任何材料能扛住如此高温。科学家想了个办法：用超强磁场把等离子体状态的原子在真空中悬浮“困”住，不让它触碰容器壁，就可以实现持续可控的反应了。新奥的“玄龙-50U”就是一个这样的装置。

国外从上世纪开始研究聚变能源，中国也在奋起直追。目前，中国已经从跟跑追赶到并跑，个别领域进入了领跑。

2025年，合肥中国科学院的聚变装置“东方超环”实现了1亿摄氏度下1066秒稳态运行；中核集团的聚变装置“中国环流三号”做到了离子温度和电子温度都超过1亿摄氏度。

全球有上百座聚变实验装置，多数采用氘和氚为燃料，而新奥偏偏选了一条更难的路——用氢和硼做燃料。

科研人员在进行“玄龙-50U”放电试验。

为什么要打高难度硬仗？

2017年，新奥决定进军商用聚变能源，之后的五年，他们跑遍全球调研，反复论证技术路线。

2022年，他们最终把筹码押在技术难度更大但更具商业化潜力的路线——氢硼聚变。

“我们把这条新的技术路径称为‘球形环氢硼聚变路线’，它会和氘氚路线形成互补。”新奥能源研究院聚变副总工程师杨圆明说。

主流的氘氚路线有两个不足：一是反应过程会产生辐射，防护投入大；二是氚属于元素周期表中名列前茅的昂贵材料，发电成本高。

而氢硼聚变就不一样了。氢硼反应时不产生辐射，安全清洁环保；氢和硼在地球上储量都极大，成本低廉。另外，氢硼反应的产物可以直接发电，不需要再用锅炉“烧开水”推动汽轮机发电。

技术挑战与收益成正比，越清洁、燃料越易得的技术路线，实现难度就越高。

氘氚聚变大概在1亿摄氏度时就能发生，而氢硼聚变则需达到10亿摄氏度或更高量级的温度。这也是全球绝大多数机构都扎堆氘氚路线的原因——虽然也难，但还能想办法，而氢硼这条路，简直是在挑战物理极限。

新奥为什么非要走这条路？新奥能源研究院院长刘敏胜说得很直白：“商业化首先要考虑的是解决燃料供应和成本问题。”如今AI平台爆发式增长、工业和社会生活全面走向智能化，人类对电力的需求将出现量级式的巨大跨越，氢硼聚变正是契合这个需求的最优解之一。

选定了路线，就要迎难而上。新奥汇集了来自全球的科学家团队，加上自有的200多名硕博士力量，共同构建起覆盖四大洲11个国家、75家顶尖机构的全球协同创新网络。

聚智攻坚，突破迭出。

近一年来，“玄龙-50U”装置接连实现重大突破，多次刷新球形环装置世界纪录：2025年4月实现全球首次兆安级氢硼等离子体放电，成为中国首座且唯一的兆安级球形环装置；5月实现秒量级1.2特斯拉强磁场；12月实现全球首次氢硼等离子体高约束模放电；今年1月份电子温度又首次突破了1亿摄氏度……氢硼聚变从物理可能迈向工程可行的门槛正在被逐个跨越。

科研人员检查“玄龙-50U”装置。

为什么氢硼聚变试验值得再加速？

走进新奥氢硼聚变实验室，“玄龙-50U”在中央控制大厅的监测屏前显得格外安静。

科研团队每天要在这里做50到60次放电实验。随着倒计时归零，代表等离子体电流的青色曲线迅速攀升，屏幕上数十组数据同步跳动。每一次实验，都在为氢硼聚变的技术突破积累数据。

在全球范围内，聚变赛道也正从实验室竞赛转向工程化竞速。2025年7月，第三届氢硼聚变研讨会在廊坊举行，中、法、德、美等11个国家和地区近50家顶尖科研机构的学者齐聚一堂。

这已经是新奥第三年主办这个学术会议。同一年，新奥加入了国际能源署托卡马克物理与工程活动（ITPEA），成为该计划开放民营企业参与以来获邀加入的中国首家、全球第二家企业。

“我们的实验装置，始终面向全球科学家开放。”杨圆明说。

自2017年以来，新奥已自主设计建造了“玄龙-50”和“玄龙-50U”两代实验装置。但最烧钱的事还在后面。下一代聚变装置“和龙-2”初步计划投资60亿元。这台新装置将把等离子体参数推向更高维度，着力解决球形环氢硼聚变全链条的科学问题和技术瓶颈。目前“和龙-2”已完成物理设计与工程设计，预计2027年底前建成启用。

为此，新奥制定了清晰的三步走计划：今年在“玄龙-50U”上实现氢硼聚变反应，2030年在“和龙-2”上实现全面的氢硼聚变，2035年前解决工程放大问题，将氢硼聚变推进到商业化。

新奥的项目如果成功，商业价值巨大。华创证券研报预计，未来3到5年将是核聚变项目投招标的高峰期，国内主要核聚变项目预计投入达到1470亿元。今年3月发布的“十五五”规划纲要，也明确将核聚变能纳入6个未来产业之一，提出加快推进关键核心技术攻关与工程化验证。

然而，氢硼聚变的竞争已不仅是技术路线的比拼，更是时间与资本的赛跑。

新奥的氢硼路线虽然挑战很大，但跑通之后，就能绕过氚燃料短缺和放射性废料两大拦路虎，率先拿到未来能源“入场券”。

敢为天下先，甘坐十年冷。这家从燃气起家的河北民营企业，正在用朴素的初心和“虽千万人吾往矣”的勇气，追寻着承载人类未来能源梦想的星辰大海。