
人造太阳有望实现!目前的一个关键设备已经被武汉的光谷企业成功攻克,在可控核聚变这个赛道上,又多了一家中国武汉企业的身影。

6月30日,国内一家商业聚变公司的技术负责人专程赶到武汉东湖综保区,在现场测试了武汉智瑞捷电气技术有限公司研发的半导体开关脉冲电源。
就在这次测试之前一个月,智瑞捷电气对外公布了新进展,全固态半导体开关在可控核聚变极端脉冲条件下的应用难题被成功突破,这一成果在国内场反位形核聚变领域尚属首次。

人造太阳的技术路径,是模仿恒星内部释放能量的基本过程,这种方式的突出优势在于燃料获取便捷、单位质量释放能量巨大且几乎不产生长期放射性废物,若技术走向成熟,发电成本可能出现数量级下降,从现有水平降至极低区间。

人工智能产业的快速扩张正让电力供应变得愈发紧张,可控核聚变因此被推至全球能源技术竞赛的前沿位置。
过去几年间,这一领域已从纯科研范畴拓展至国家战略规划、社会资本投入和企业技术比拼的多重维度。

十五五规划纲要中已明确提出支持核聚变能发展,国内多座城市均围绕这一方向展开行动,一批主战场反位形技术路线的初创公司陆续成立并获得资本关注。
与托卡马克类型相比,场反位形装置在造价上有明显优势,整体投入可以从百亿级压缩至数十亿级,这也让更多市场主体有了参与的可能。

智瑞捷电气负责人戴勇军观察到一个变化,现阶段国内聚变领域的较量焦点,正从过去看重装置规模转向比拼工程实现速度和单位成本控制,谁能在小型化、系统可靠性和经济性上率先突破,谁就能在后续产业化进程中占据有利位置。

武汉能够参与这场竞赛,企业层面的技术积累只是其中一块基石,华中科技大学长期深耕聚变研究,设有专门的聚变研究机构和国家级脉冲强磁场实验平台,在相关方向上有二十多年的持续投入,储备了一批工程与技术人才。

抓住核心装备自主化这个关键环节,武汉已经在聚变产业化的前期竞争中占据了一个较为靠前的位置。
场反位形装置运行时,等离子体的生成、加速和压缩都发生在极短的时间窗口内,戴勇军打了个比方来解释这个系统的逻辑。

脉冲电源相当于预先储存能量的罐体,半导体开关就像是罐体出口的控制部件,开启时机、开启幅度和维持时间都需严格匹配。
这套开关系统要在微秒级别完成通断切换,同时还要耐受上万伏电压和数十万安电流冲击,强电磁环境下,多个开关之间的时序配合也不能出现偏差,任何一个环节失常,整个系统的工作状态都会受到干扰。

采用全固态半导体开关的新型脉冲电源,从项目启动到样机产出只用了不到半年,这种推进速度背后,是团队在相关技术方向上多年积累的工程经验。
智瑞捷电气自2014年设立以来,始终围绕特种电源和脉冲功率技术开展研发,曾参与过国家级科研计划和国家重大科技基础设施建设,在多个大型项目中承担过关键任务。

按当前设计方案估算,一套场反位形装置的总投入大约在40亿元左右,其中脉冲电源相关部分的占比超过一半。
如果智瑞捷的产品能够在这一领域率先进入批量配套阶段,其在整个聚变装备体系中的位置将变得非常重要。

武汉在聚变相关研究方向上的起步时间较早,光谷区域在光电技术、装备制造、电力电子和科研机构密度方面具备组合优势。
戴勇军表示,智瑞捷会以脉冲电源产品为基础,与功率器件、磁体系统、测量诊断、自动控制等环节的合作伙伴协同推进,把更多资源和能力汇聚到光谷。

武汉本地还有另一家企业也参与了人造太阳相关装备的研制,在黄陂区,湖北斯微特传动有限公司制造的一台大型RV减速机,已于今年初发运至中科院合肥物质科学研究院,将用于全超导托卡马克装置的传动系统。

这台减速机高度超过1.2米,外径超过1米,自重接近2吨,是目前全球同类型产品中尺寸最大的一台,该设备此前经过了连续9小时的加载测试,在精度和承载能力两方面都达到了设计要求。

托卡马克装置内部运行环境极端,检修作业必须依赖具备抗辐射和耐高温能力的重型机械臂,RV减速机是机械臂关节部位的核心零部件,其性能直接关系到整个维护系统的可靠性。
中科院的姚达毛教授回顾了项目启动初期的情况,2018年的时候,国内还没有企业能够制造这种规格的高精度大型减速机,团队经过多方对比,最终联系到了在精密传动部件领域有长期积累的斯微特。

从项目启动到第一台样机完成交付,前后经历了五年多时间,设计团队绘制了大量图纸,加工环节涉及数百道工序。
大型减速机并不是小型产品的简单放大,尺寸增加后,刚度、精度保持和温度变形都成了必须重新解决的问题。

斯微特的解决方法包括建立一套无间隙齿形设计理论,并开发专用的仿真程序,对每个齿轮的数万个坐标点进行逐点模拟。
2026年6月下旬,两款国产核聚变堆超导磁体完成验收测试,所有指标均达到满工况要求,且全部环节实现了国内自主配套。

从磁体到电源,从传动部件到控制系统,国内相关装备链条正在逐步补齐,武汉光谷的这家电源企业,正在这条链条上占据一个关键的接入位置。

参考信源:湖北日报

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