聚變裂變混合堆：未來(lái)能源的可靠基石

文 | 鈦資本研究院

近兩年，可控核聚變從一項(xiàng)略顯遙遠(yuǎn)的科學(xué)探索，迅速成為全球前沿科技投資領(lǐng)域最炙手可熱的賽道。尤其是在其被納入國(guó)家“十五五”規(guī)劃之后，資本的熱情被徹底點(diǎn)燃。從鮮有人問(wèn)津到初創(chuàng)企業(yè)估值動(dòng)輒數(shù)十億，市場(chǎng)似乎已經(jīng)嗅到了“人造太陽(yáng)”即將升起的曙光。然而，聚變能的實(shí)現(xiàn)，尤其是作為商用基荷能源的實(shí)現(xiàn)，依然面臨著從科學(xué)到工程、從材料到資源的巨大鴻溝。

在此背景下，以中國(guó)工程物理研究院彭先覺院士團(tuán)隊(duì)為核心的科研力量，基于數(shù)十年核武器物理與慣性約束聚變研究積累，原創(chuàng)提出Z箍縮驅(qū)動(dòng)聚變裂變混合堆（Z-FFR） 技術(shù)路線，以 “聚變 + 裂變” 的融合方案，一攬子破解純聚變的工程桎梏，成為未來(lái)數(shù)百年乃至上千年人類能源供給的現(xiàn)實(shí)選擇與可靠基石。

近期，鈦資本邀請(qǐng)澤塔聚變科技（北京）有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、副總經(jīng)理王總進(jìn)行分享，他是原中國(guó)工程物理研究院科技委物理學(xué)科委員/專業(yè)組召集人。彭先覺院士團(tuán)隊(duì)資深核聚變專家，長(zhǎng)期從事Z箍縮聚變技術(shù)研究。他曾任科技部核安全與先進(jìn)核能專家組成員，某國(guó)防基礎(chǔ)重大專項(xiàng)專家組成員。主持人是鈦資本董事總經(jīng)理吳凱，長(zhǎng)期關(guān)注可控核聚變、智慧汽車、前沿科技、專精特新領(lǐng)域。以下為分享實(shí)錄：

聚變的底層邏輯與路線分野：從恒星“暴力美學(xué)”到人工約束

要理解聚變裂變混合堆的獨(dú)創(chuàng)性，首先需要回歸聚變能產(chǎn)生的物理本源，厘清不同技術(shù)路線的底層邏輯。

1.恒星的啟示：重力約束的“暴力美學(xué)”

我們每天感受到的陽(yáng)光，是自然界最成功的“可控核聚變”案例——太陽(yáng)。然而，太陽(yáng)維持?jǐn)?shù)十億年穩(wěn)定燃燒的機(jī)制，對(duì)人類而言卻是一種“無(wú)法模仿的暴力美學(xué)”。它依靠自身巨大的質(zhì)量，利用引力這一質(zhì)量的本源屬性，將物質(zhì)粗暴地壓縮到極高溫、極高密度的狀態(tài)，從而自然而然地引發(fā)聚變反應(yīng)。太陽(yáng)的質(zhì)量大小與元素組分，從根本上決定了它的聚變功率（星等）和壽命演化（穩(wěn)態(tài)）。

太陽(yáng)內(nèi)部的物理過(guò)程極端復(fù)雜——以至于誕生了專門的“天體物理學(xué)”學(xué)科——但其應(yīng)對(duì)策略卻極端簡(jiǎn)潔：只需將足夠多的物質(zhì)聚集在一起，引力自身便會(huì)完成其余一切。這本質(zhì)上是用最簡(jiǎn)單的手段應(yīng)對(duì)最復(fù)雜的物理現(xiàn)象，是一種物理上的極致之美。然而，人類顯然無(wú)法通過(guò)堆積天文數(shù)字級(jí)別的物質(zhì)來(lái)復(fù)制這一過(guò)程，但其核心邏輯——利用某種“約束”力量來(lái)實(shí)現(xiàn)聚變條件——被我們充分借鑒，并演化出了人工核聚變的兩大主流分支：慣性約束與磁約束。

圖一 恒星——天然的聚變能源：宏觀穩(wěn)定（聚變放能，結(jié)果），微觀極不穩(wěn)定（等離子體控制，過(guò)程）

2.人工聚變的兩種范式：慣性控制結(jié)果，磁控制過(guò)程

慣性約束聚變，是從恒星引力的“質(zhì)量約束”思路發(fā)展而來(lái)，可以理解為對(duì)質(zhì)量這一物理屬性的初級(jí)利用。其核心邏輯是“打時(shí)間差”：給一塊含有聚變?nèi)剂系陌型枋┘右粋€(gè)巨大的、瞬間的驅(qū)動(dòng)力，讓靶丸材料在由于自身慣性還來(lái)不及飛散的極短時(shí)間內(nèi)（百皮秒級(jí)，一百億分之一秒），在極高的溫度和密度下完成聚變反應(yīng)。核武器、激光聚變、Z箍縮都是這一范式的典型代表。

慣性約束的精髓在于，它不需要在聚變反應(yīng)過(guò)程當(dāng)中對(duì)等離子體進(jìn)行任何中間控制，只需在精確的理論指導(dǎo)下精心設(shè)計(jì)聚變的初始條件（驅(qū)動(dòng)能量與靶丸初始位形），并接受最終結(jié)果（聚變放能）。只要初始條件設(shè)計(jì)得足夠匹配，整個(gè)聚變過(guò)程就會(huì)“自動(dòng)”完成并趨向于一個(gè)高增益的結(jié)果。這種僅“控制”起點(diǎn)與終點(diǎn)的思維，使得它的理論研究體系相對(duì)較早趨于完備。

磁約束聚變則另辟蹊徑。它試圖用磁場(chǎng)在空間中有形地“編織”一個(gè)籠子，將高溫的等離子體燃料長(zhǎng)時(shí)間地束縛在其中，使其持續(xù)發(fā)生聚變反應(yīng)，托卡馬克、仿星器是其主要代表。不同于慣性約束的“粗放”，磁約束需要精確地、細(xì)致地去控制聚變反應(yīng)的全過(guò)程，包括等離子體的穩(wěn)定性、密度和溫度。這帶來(lái)了極其復(fù)雜的物理與控制難題——從微觀上看，等離子體極其不穩(wěn)定，如何實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)態(tài)約束，是磁約束路線幾十年來(lái)一直在探索的核心問(wèn)題。

這兩條路線的底層邏輯差異，直接導(dǎo)致了它們截然不同的研究路徑與當(dāng)前困境。慣性約束是“理論牽引工程”：物理認(rèn)知在上世紀(jì)中期就已基本清晰，主要任務(wù)是如何建造更大能量的“驅(qū)動(dòng)器”（從原子彈、激光裝置到Z箍縮裝置），是一個(gè)持續(xù)聚焦于解決工程問(wèn)題的過(guò)程。而磁約束則是“工程探索理論”：通過(guò)建造像JET、TFTR、ITER這樣的巨型裝置，在其上反復(fù)實(shí)驗(yàn)，來(lái)探索和攻克燃燒等離子體的控制問(wèn)題，始終在“物理問(wèn)題”的泥潭中前行。截至2026年，全球聚變技術(shù)路線仍處于不同發(fā)展階段，遠(yuǎn)未收斂。

純聚變的“永遠(yuǎn)50年”：增益、氚自持與耐輻照材料的三大共性瓶頸

無(wú)論是慣性約束還是磁約束，當(dāng)它們從純科學(xué)問(wèn)題轉(zhuǎn)向能源應(yīng)用時(shí)，都不得不面對(duì)三個(gè)極其艱巨的共性瓶頸。這也是“核聚變永遠(yuǎn)是50年”這一調(diào)侃背后的冰冷現(xiàn)實(shí)。

1.聚變?cè)鲆娴拈撝狄螅篞值的巨大鴻溝

從商用能源角度出發(fā)，一個(gè)最基本的鐵律是：電站自身運(yùn)行所消耗的電能，不能超過(guò)其總發(fā)電功率的10%，否則便不具備經(jīng)濟(jì)性。這要求聚變堆的物理增益（Q值）必須超過(guò)一個(gè)由發(fā)電效率（約30%-40%）和裝置加熱效率共同決定的嚴(yán)苛門檻。

圖二 從點(diǎn)火到能源四個(gè)必不可少的重大轉(zhuǎn)變

磁約束：以最樂(lè)觀的估計(jì)，其裝置加熱效率可達(dá)50%，那么其最低Q值要求也高達(dá)60。而作為國(guó)際標(biāo)桿的ITER裝置，理想的設(shè)計(jì)科學(xué)目標(biāo)僅僅是Q≥10。

慣性約束（激光）：激光器的電光轉(zhuǎn)換效率極低（不到1%），這意味著若要滿足自用電占比小于10%的要求，其所需Q值將達(dá)到驚人的3000。NIF實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火后，Q值達(dá)到了4.1，雖然已是最偉大的里程碑，但離商用還有近三個(gè)數(shù)量級(jí)的差距。

慣性約束（Z箍縮）：Z箍縮的加熱效率可達(dá)15%，因此其商用化所需的Q值閾值為200。當(dāng)前工程能力可及的60兆安級(jí)裝置上，可實(shí)現(xiàn)約100倍的增益。

問(wèn)題的嚴(yán)重性在于，氘氚聚變反應(yīng)具有極強(qiáng)的“正反饋”效應(yīng)：溫度每升高一倍，反應(yīng)速率便提升一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)。這種特性使得等離子體極度不穩(wěn)定，要精確地控制并在提升Q值的道路上穩(wěn)步前進(jìn)，每一步都異常艱難。

圖三 上世紀(jì)末至今，氘氚聚變科學(xué)研究Q值歷年最高紀(jì)錄，紅、綠色為慣性約束，橙、藍(lán)色為磁約束

2.耐輻照材料：尚未找到可行路徑的“中子之殤”

氘氚聚變會(huì)產(chǎn)生一個(gè)14.1MeV的高能中子，其對(duì)材料的輻照損傷用dpa值（原子平均離位次數(shù)）來(lái)衡量。在中子轟擊下，一個(gè)材料內(nèi)部的每一個(gè)原子平均被撞擊移位一次，定義為1 dpa。以ITER為例，目標(biāo)聚變功率是500MW（折合發(fā)電功率~150MW），按照ITER官方說(shuō)明，其實(shí)際運(yùn)行時(shí)間僅為設(shè)計(jì)壽命的1%，在這種條件下對(duì)結(jié)構(gòu)材料的耐輻照能力設(shè)計(jì)要求為3dpa，照此推算，一座能長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行（負(fù)荷因子~90%），熱功率500MW級(jí)聚變電站要求材料耐輻照能力將達(dá)到數(shù)百dpa（如果是百萬(wàn)千瓦電站，或者是更先進(jìn)的緊湊型聚變堆，聚變功率密度更大，要求更高）。這是一個(gè)什么概念？目前，我們?cè)诹炎兌阎斜憩F(xiàn)最好的材料，其極限也就在50-60 dpa。過(guò)去三十年，科學(xué)界為尋找這樣的超級(jí)材料已經(jīng)付出了巨大努力，但至今還沒(méi)有找到可行的路徑。這不僅僅是“做不到”，而是“目前還不知道該如何做到”。耐輻照材料問(wèn)題，已成為純聚變堆走向現(xiàn)實(shí)的最大、最確定的瓶頸。

3.氚自持：一個(gè)無(wú)法回避的燃料悖論

氘氚聚變所需的燃料“氚”，在自然界中的儲(chǔ)量為零。氚具有放射性，半衰期僅為12.3年，這意味著任何庫(kù)存都會(huì)快速衰變殆盡。目前，全球僅有的十余公斤氚庫(kù)存，主要來(lái)源于重水反應(yīng)堆的副產(chǎn)物，是極其稀有的戰(zhàn)略資源。

一個(gè)百萬(wàn)千瓦級(jí)的純聚變電站，每年將消耗約150公斤的氚。這意味著，如果不能實(shí)現(xiàn)燃料在堆內(nèi)“自持”（即自己生產(chǎn)自己消耗），那么整個(gè)聚變能產(chǎn)業(yè)將無(wú)以為繼。理論上，最有效的產(chǎn)氚方式是用聚變產(chǎn)生的高能中子與鋰-6反應(yīng)。但問(wèn)題是，一次氘氚聚變只放出一個(gè)中子，這個(gè)中子與鋰反應(yīng)最多也只能生成一個(gè)氚。考慮到中子必然存在的各種損耗（被結(jié)構(gòu)材料吸收、泄漏等），要維持氚的平衡已極其困難，更不用說(shuō)實(shí)現(xiàn)增殖。傳統(tǒng)方案試圖用鈹或鉛來(lái)“放大”中子，理論上可做到最高約1.05倍的放大系數(shù)，而實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的結(jié)果大致在0.8，存在巨大缺口。

結(jié)論已然清晰：從商用能源角度判斷，無(wú)論哪種技術(shù)途徑，純聚變?cè)谠鲆妗⒉牧稀⑷剂先矫娑济媾R著巨大甚至無(wú)解的技術(shù)鴻溝。這促使科學(xué)家們另尋他路，一種將“聚變”與“裂變”巧妙結(jié)合的一攬子解決方案——聚變裂變混合堆，應(yīng)運(yùn)而生。

混合堆：一攬子解決方案的技術(shù)邏輯與獨(dú)特優(yōu)勢(shì)

聚變裂變混合堆并非一個(gè)新概念，但其真正煥發(fā)生命力，在于選擇一個(gè)“性能足夠好”的聚變核心，使其能與一個(gè)“足夠簡(jiǎn)單”的裂變包層完美結(jié)合，實(shí)現(xiàn)1+1>>2的效果。

1.解決問(wèn)題的基本邏輯：用裂變的優(yōu)勢(shì)彌補(bǔ)聚變的短板

混合堆的基本構(gòu)想是，用一個(gè)聚變中子源驅(qū)動(dòng)一個(gè)處于深次臨界狀態(tài)的裂變包層。這個(gè)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)變化，卻帶來(lái)了顛覆性的連鎖反應(yīng)：

能量增益的飛躍：裂變包層可以將聚變釋放的一個(gè)中子的能量放大15-20倍。例如，一個(gè)本身聚變?cè)鲆妫≦值）為100倍的Z箍縮堆芯，在20倍裂變能量增益的加持下，其總能量增益將飆升至2000倍。扣除各種效率損耗后，其“電-電”增益仍可達(dá)60～90倍，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了10%自用電的經(jīng)濟(jì)性門檻。

徹底解決氚自持問(wèn)題：裂變是放大中子的“神器”。一個(gè)聚變中子打入裂變材料（如鈾-238），可以引發(fā)裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，放出多達(dá)4個(gè)以上新中子。即便考慮各種損耗，中子數(shù)量也能實(shí)際放大兩倍以上。有了充足的中子，產(chǎn)氚便不再是難題。在保證其它性能的同時(shí)，氚增殖比（TBR）依然可在1.2以上，最高可達(dá)~1.5，意味著除了自持，還能大量向外供應(yīng)。

繞過(guò)耐輻照材料瓶頸：引入裂變后，同等總功率下，對(duì)聚變功率的需求降低了數(shù)十倍。更重要的是，慣性約束聚變是一個(gè)“點(diǎn)源”，可以通過(guò)將聚變靶室（第一壁）設(shè)計(jì)得比較大，利用距離平方反比定律，將高能中子通量降低數(shù)倍到一個(gè)數(shù)量級(jí)。綜合這些因素，混合堆第一壁材料每年的中子損傷可以降至2.3 dpa的水平。這意味著，目前現(xiàn)有的、成熟的裂變堆材料就足以滿足混合堆30年的壽命要求，無(wú)需再苦苦等待數(shù)百dpa以上的超級(jí)材料。

2. Z箍縮：驅(qū)動(dòng)混合堆的理想引擎

要驅(qū)動(dòng)一個(gè)高效的混合堆，需要一個(gè)“聚變性能足夠好”的中子源。在眾多路線中，Z箍縮技術(shù)脫穎而出。

Z箍縮，又被稱為“窮人的ICF”，其原理是用強(qiáng)大的脈沖電流通過(guò)金屬絲陣，產(chǎn)生的洛倫茲力在極短時(shí)間內(nèi)（百納秒）將等離子體壓縮到極高密度和溫度，進(jìn)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的X射線輻射，驅(qū)動(dòng)聚變靶丸內(nèi)爆。它之所以成為驅(qū)動(dòng)混合堆的理想選擇，基于以下幾點(diǎn)：

能量可達(dá)性：Z箍縮是目前除了核試驗(yàn)外，唯一被驗(yàn)證能夠在實(shí)驗(yàn)室條件下提供10兆焦耳量級(jí)驅(qū)動(dòng)能量的慣性約束路線。美國(guó)1988年的地下核試驗(yàn)已經(jīng)證實(shí)，10兆焦耳能量可“確定”實(shí)現(xiàn)高增益聚變。激光路線目前的工程能力在2~3兆焦耳。

物理完備性：Z箍縮的物理描述已經(jīng)非常完備，分解驗(yàn)證充分。其最大的工程技術(shù)難點(diǎn)——重頻運(yùn)行和長(zhǎng)壽命器件——在過(guò)去十年已取得決定性突破。

工程與成本優(yōu)勢(shì)：Z箍縮裝置的核心部件是電容器和開關(guān)，沒(méi)有昂貴的高功率激光元器件，也沒(méi)有復(fù)雜的超導(dǎo)磁體系統(tǒng)。其建造成本與其它聚變技術(shù)路線相比有著天然的巨大優(yōu)勢(shì)。一個(gè)功率相當(dāng)?shù)腪箍縮混合堆，其造價(jià)預(yù)估與“華龍一號(hào)”這樣的三代核電相當(dāng)。

3.關(guān)鍵技術(shù)突破：從“單次”到“重頻”的跨越

將Z箍縮從實(shí)驗(yàn)室單次爆炸，轉(zhuǎn)變?yōu)槟苓B續(xù)輸出的能源，核心在于兩大“重中之重”的技術(shù)：

能源靶設(shè)計(jì)：以彭先覺院士為代表的中國(guó)團(tuán)隊(duì)，原創(chuàng)提出了“局部體點(diǎn)火”技術(shù)。這使得在品質(zhì)要求相對(duì)不高的10兆焦耳Z箍縮輻射驅(qū)動(dòng)下，依然能實(shí)現(xiàn)高增益、皮實(shí)的聚變點(diǎn)火。相比激光靶，Z箍縮的能源靶尺寸大十倍，工藝精度要求卻低一到兩個(gè)數(shù)量級(jí)，這為未來(lái)大規(guī)模、低成本制備鋪平了道路。

重頻驅(qū)動(dòng)器：這是將單次聚變轉(zhuǎn)化為重復(fù)聚變的基礎(chǔ)。得益于俄羅斯發(fā)明的LTD（直線變壓器驅(qū)動(dòng)源）模塊化技術(shù)，2014年已實(shí)現(xiàn)0.1Hz（即10秒一次，恰恰是商用目標(biāo)頻率）的近萬(wàn)次連續(xù)運(yùn)行。更大的突破在于其核心放電組件的壽命，已從2015年的不足十萬(wàn)次，在實(shí)驗(yàn)室中提升到了百萬(wàn)次級(jí)別，這為實(shí)現(xiàn)年運(yùn)行千萬(wàn)次以上的商用目標(biāo)提供了堅(jiān)實(shí)信心。

Z箍縮混合堆：一個(gè)完整的能源系統(tǒng)藍(lán)圖

基于以上技術(shù)邏輯，澤塔聚變科技團(tuán)隊(duì)繪制了一個(gè)名為Z-FFR（Z箍縮聚變裂變混合堆）的完整能源工程系統(tǒng)藍(lán)圖。這不再是某個(gè)孤立的物理概念，而是一個(gè)從商業(yè)應(yīng)用終端需求出發(fā)，全棧考慮、全要素論證的系統(tǒng)工程。

1.系統(tǒng)方案與核心指標(biāo)

Z-FFR的設(shè)計(jì)方案如下：

圖四 百萬(wàn)千瓦Z-FFR電站示意圖

聚變堆芯：150兆瓦（熱功率）的Z箍縮聚變中子源，運(yùn)行頻率0.1Hz。

裂變包層：包覆率超過(guò)97%的深次臨界能源包層，使用乏燃料作為原料。

總熱功率：聚變功率經(jīng)包層20倍放大后，達(dá)到3000兆瓦（3GW）。

電力輸出：配合常規(guī)30%發(fā)電效率的汽輪機(jī)組，可輸出1000兆瓦（1GW）的電功率，凈能量增益超過(guò)60倍，計(jì)入電站所有運(yùn)行消耗后的電能輸出比例在95%以上。

固有安全：裂變包層始終處于深次臨界狀態(tài)，任何極端情況下都無(wú)法產(chǎn)生臨界安全風(fēng)險(xiǎn)，安全本質(zhì)得到保障，可抵近城市建造，實(shí)現(xiàn)熱電聯(lián)供。

燃料循環(huán)：利用過(guò)剩中子，不僅實(shí)現(xiàn)氚自持（TBR≥1.24），還能將裂變產(chǎn)生的長(zhǎng)壽命錒系核素“變廢為寶”就地焚燒掉，基本不產(chǎn)生需要地質(zhì)處置的高放廢物。僅此一項(xiàng)，就為核廢料處理這一世界性難題提供了終極解決方案。

2.跨越純聚變的“資源陷阱”

純聚變能還面臨一個(gè)常被忽視的資源問(wèn)題：產(chǎn)氚所需的鋰。如果人類全部能源轉(zhuǎn)向純聚變能源，全球探明的鋰資源將在不足百年內(nèi)耗盡，這與化石能源并無(wú)本質(zhì)區(qū)別。而Z-FFR結(jié)合了裂變，其主要能量（約95%）來(lái)自地球上儲(chǔ)量更為豐富的鈾、釷資源，并且具備極強(qiáng)的電站調(diào)頻調(diào)峰能力，可以與風(fēng)、光、核組成較理想的能源共生體系。如此，現(xiàn)有探明的地球鈾、釷、鋰地質(zhì)資源總量，足以維持人類數(shù)千年的能源供給。這使得Z-FFR能夠成為未來(lái)人類能源供給的“千年可靠基石”。

3.中國(guó)特色方案的底氣與自主性

受控慣性約束聚變脫胎于戰(zhàn)略武器技術(shù)，其技術(shù)擴(kuò)散長(zhǎng)期局限于核大國(guó)之間。歷史證明，在這一領(lǐng)域的重大技術(shù)突破關(guān)口，中國(guó)“可能會(huì)遲到，但從未缺席”。自2001年起，中國(guó)工程物理研究院的“五位一體”Z箍縮團(tuán)隊(duì)便開始了系統(tǒng)性的研究。2006年，中國(guó)科學(xué)家原創(chuàng)提出了高增益能源靶概念，從物理底層解決了Z箍縮聚變的關(guān)鍵設(shè)計(jì)問(wèn)題。這與美國(guó)同行（如Sandia實(shí)驗(yàn)室）在同一時(shí)期陷入的困境形成了鮮明對(duì)比。美國(guó)能源部2025年發(fā)布的《聚變供應(yīng)鏈報(bào)告》中明確指出，其國(guó)內(nèi)Z箍縮公司的唯一瓶頸正是“靶的設(shè)計(jì)問(wèn)題”，而中國(guó)恰恰在此擁有世界領(lǐng)先的原創(chuàng)優(yōu)勢(shì)。

2021年12月，中國(guó)國(guó)家批復(fù)建設(shè)Z箍縮聚變點(diǎn)火裝置，而美國(guó)至今未完成此一步。這表明，在Z箍縮混合堆這條通往未來(lái)能源的道路上，中國(guó)已經(jīng)形成了領(lǐng)先、自主、原創(chuàng)的完整技術(shù)體系，掌握了參與未來(lái)全球聚變能源競(jìng)爭(zhēng)的底氣。

從理論到應(yīng)用：澤塔聚變的商業(yè)計(jì)劃與未來(lái)圖景

技術(shù)的終點(diǎn)是應(yīng)用。澤塔聚變團(tuán)隊(duì)，作為國(guó)內(nèi)唯一全鏈條深耕Z箍縮技術(shù)的老中青三代核心隊(duì)伍，已經(jīng)制定了清晰、務(wù)實(shí)的商業(yè)化路線圖。

1.堅(jiān)實(shí)的積累：從實(shí)驗(yàn)室到全鏈條閉環(huán)

這支團(tuán)隊(duì)對(duì)聚變裂變混合堆的探索，并非始于今日的創(chuàng)業(yè)熱潮。自2011年起，他們便開始進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，截至2026年，已完成六大工藝系統(tǒng)的單項(xiàng)攻關(guān)，實(shí)現(xiàn)了從理論模型到關(guān)鍵部件原型的全鏈條、閉環(huán)技術(shù)驗(yàn)證。這是任何一個(gè)PPT創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)都無(wú)法比擬的深厚壁壘。目前，團(tuán)隊(duì)已形成近200項(xiàng)覆蓋全部核心技術(shù)的技術(shù)秘密群，并計(jì)劃在未來(lái)三年內(nèi)轉(zhuǎn)化為專利、軟著等知識(shí)產(chǎn)權(quán)組合。

2.務(wù)實(shí)的商業(yè)化里程碑

澤塔聚變的商業(yè)計(jì)劃分為兩大階段、五個(gè)步驟：

圖五 Z-FFR電站商業(yè)計(jì)劃

第一階段（2026-2032）：工程驗(yàn)證與中試平臺(tái)

2026年：建成重頻驅(qū)動(dòng)器原理樣機(jī)，攻克最大瓶頸。

未來(lái)2-3年：建設(shè)多路重頻驅(qū)動(dòng)器工程原型裝置，集成演示模塊、靶產(chǎn)線與氚回路，建成“零功率”實(shí)驗(yàn)堆，完整演示除高聚變中子外的所有混合堆工藝過(guò)程。

2030-2032年：建成聚變堆中試平臺(tái)，核心是能實(shí)現(xiàn)10秒一次連續(xù)運(yùn)行、聚變功率100兆瓦級(jí)聚變堆芯，驗(yàn)證重頻技術(shù)的長(zhǎng)期可靠性。

第二階段（2032-2040）：示范工程與商用電站

與業(yè)主單位（如核電集團(tuán)）合作，首先建設(shè)100萬(wàn)千瓦熱功率的供熱堆示范，通過(guò)實(shí)際運(yùn)行，考核和驗(yàn)證能源裝置運(yùn)行的穩(wěn)定性、可靠性、可維護(hù)性等全方位工程性能，優(yōu)化和完善工程細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。

2035-2040年：建成并網(wǎng)發(fā)電的首臺(tái)百萬(wàn)千瓦級(jí)Z箍縮聚變裂變混合堆商用示范電站，成本與三代核電相當(dāng)，開啟真正的聚變能時(shí)代。

3.不僅僅是發(fā)電：一個(gè)強(qiáng)大的能源與產(chǎn)業(yè)共生平臺(tái)

Z-FFR的遠(yuǎn)景遠(yuǎn)不止于基荷發(fā)電。由于其獨(dú)特的脈沖運(yùn)行特性（10秒一次），它擁有天然的跨數(shù)量級(jí)的強(qiáng)大功率調(diào)峰能力。這使得Z-FFR能與風(fēng)電、光伏等不穩(wěn)定的可再生能源完美互補(bǔ)，將高達(dá)80%的“垃圾電”轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)電力，形成一個(gè)高效、經(jīng)濟(jì)、智慧的能源生態(tài)系統(tǒng)。同時(shí)，其強(qiáng)大的中子通量、便捷的利用方式可以成為生產(chǎn)醫(yī)用同位素、進(jìn)行材料改性的理想平臺(tái)，“沿途下蛋”的潛力巨大。

問(wèn)答

Q1：純聚變作為未來(lái)的基核能源，很難突破的關(guān)鍵問(wèn)題有哪些？

A：從工程應(yīng)用角度看，純聚變能源實(shí)現(xiàn)商業(yè)化面臨三大難以短期突破的核心瓶頸。第一是堆芯材料瓶頸，適配聚變極端環(huán)境的耐輻照材料暫無(wú)解決方案，是制約工程落地的關(guān)鍵障礙。第二是氚資源瓶頸，氚在自然界儲(chǔ)量為零，純聚變堆難以實(shí)現(xiàn)氚自持，在實(shí)現(xiàn)氘氦?3、氫硼等難度更高的聚變反應(yīng)前無(wú)法回避。第三是聚變?cè)鲆嫫款i，純聚變?cè)鲆嫘柙诂F(xiàn)有基礎(chǔ)上提升一至兩個(gè)數(shù)量級(jí)才能滿足商用要求，受物理規(guī)律限制，短時(shí)間內(nèi)是難以突破的，這也是核聚變 “永遠(yuǎn)還有50 年” 的核心原因。綜合來(lái)看，純聚變能源走向工程化與規(guī)模化應(yīng)用仍需漫長(zhǎng)周期。

Q2：中國(guó)為什么能在Z箍縮聚變裂變混合堆這個(gè)方向上引領(lǐng)世界？

A：中國(guó)能在Z 箍縮聚變裂變混合堆領(lǐng)域引領(lǐng)世界，既有技術(shù)突破也有非技術(shù)因素，核心差異集中在聚變靶設(shè)計(jì)與方案可行性。美國(guó)相關(guān)團(tuán)隊(duì)近 30 年始終未能攻克 Z 箍縮聚變靶設(shè)計(jì)難題，這也是其國(guó)內(nèi)代表性企業(yè)的核心瓶頸，即便有優(yōu)質(zhì)資源也無(wú)法高效利用，難以做出實(shí)用化混合堆。美國(guó) 2006 年曾提出混合堆概念，但因聚變性能不足，裂變部分設(shè)計(jì)復(fù)雜，采用類似熔鹽堆的結(jié)構(gòu)，高溫強(qiáng)輻射下材料腐蝕問(wèn)題無(wú)法解決，方案僅停留在紙面，2008 年后便停滯。我國(guó)依托彭先覺院士團(tuán)隊(duì)，將武器物理技術(shù)深度應(yīng)用，從底層物理層面突破 Z 箍縮聚變靶設(shè)計(jì)難題，為混合堆奠定核心基礎(chǔ)。這一原創(chuàng)性突破，讓我國(guó)在該領(lǐng)域形成自主領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)，也是我國(guó)能率先推進(jìn)聚變混合堆工程化的關(guān)鍵原因。

鈦資本研究院觀察

回到那個(gè)根本問(wèn)題：什么才是人類未來(lái)能源的可靠基石？純聚變雖美好，卻被增益、材料、燃料三大現(xiàn)實(shí)瓶頸牢牢鎖在“永遠(yuǎn)的50年”迷霧之中。而澤塔聚變團(tuán)隊(duì)提出的Z箍縮聚變裂變混合堆方案，以其獨(dú)特的物理設(shè)計(jì)、扎實(shí)的工程驗(yàn)證和清晰的系統(tǒng)邏輯，向我們展示了一條“柳暗花明又一村”的現(xiàn)實(shí)道路。

它用成熟的裂變技術(shù)“托舉”起尚顯稚嫩的聚變技術(shù)，不僅掃清了純聚變商業(yè)化道路上的所有主要障礙，還巧妙地解決了核廢料處理、資源可持續(xù)性等裂變能自身的頑疾。它根植于中國(guó)科學(xué)家的原創(chuàng)思想，脫胎于核武器研究的深厚積累，并正以一個(gè)全棧頂尖團(tuán)隊(duì)的堅(jiān)定步伐，從理論走向應(yīng)用。

聚變裂變混合堆，不是科幻小說(shuō)中的終極幻想，而是基于物理定律和工程現(xiàn)實(shí)的、可預(yù)期的未來(lái)。它很可能不是聚變能研究的“過(guò)渡方案”，而恰恰是將支撐人類文明走向下一個(gè)千年的、最穩(wěn)定、最可靠、最現(xiàn)實(shí)的能源基石。而中國(guó)，正站在這條道路的引領(lǐng)位置。