氢硼聚变装置开工建设
摘要
ENN Fusion在廊坊开工建设Helong-2球形环氢硼聚变装置,计划2027年底进入实验阶段、2030年实现首次点火。项目采用无中子的质子-硼聚变和紧凑球形环构型,目标在2030至2035年建成商用示范反应堆,为中国以传统氘氚托卡马克为主的国家路线提供民营替代方案。

ENN Fusion(又称Xin’ao Fusion)的球形环氢硼等离子体平台(Helong-2装置)已开工建设。开工仪式在中国廊坊经济技术开发区的ENN Fusion研发中心举行。项目占地约8公顷,重点建设10多个核心系统,以打造世界领先的氢硼聚变实验平台。
Helong-2由China Construction First Group Construction and Development Company承建。预计厂址将在2027年6月底前具备设备安装条件,并于2027年底前完成装置建设和调试,随后进入实验阶段。项目目标是到2030年实现氢硼聚变首次点火。
河北省(Hebei Province)和廊坊市(Langfang City)有关部门负责人,以及工程建设单位、设计单位、施工单位和监理单位负责人出席开工仪式,并共同为项目奠基培土。
Xin’ao Group董事长Yu Jianchao表示:“Helong-2是Xin’ao建设的第三代聚变装置,也是迈向聚变智能电站的关键工程平台。它肩负着突破氢硼聚变关键技术、探索未来能源新路径的重要使命,是Xin’ao氢硼聚变商业化进程中的重要里程碑,也是中国聚变能源商业化道路上的重要一步。”
2017年,ENN Group(Xin’ao)正式将科学研发范围从低碳技术拓展至零碳能源。该集团成为中国首家针对商用球形环氢硼聚变建立专项计划并投入大量资金的民营企业。2017年的这次转型为其后续一系列里程碑奠定了基础,包括2018年制定分阶段商业化路线图,以及2019年至2022年设计和建造Xuanlong-50(EXL-50)及其升级装置EXL-50U。
经过5年的研究与探索,Xin’ao已经建立球形环氢硼聚变商业化路线。由于燃料储量丰富且易于获取、成本低,反应安全环保且能量转换效率更高,这条技术路线非常符合未来商业化需求。Xin’ao还广泛参与国际合作,成为中国首家加入International Tokamak Physics and Engineering Activities(ITPEA)的民营企业。
氢硼聚变是一种前景可观的核聚变反应。在该反应中,一个氢质子与一个硼-11原子核结合,形成无害的氦核(阿尔法粒子)并释放能量,同时不产生高能中子。包括美国TAE Technologies和德国Marvel Fusion在内的多家民营热核聚变公司也在开发氢硼聚变技术;这种技术也称质子-硼聚变。
ENN Fusion建设Helong-2,标志着中国整体核聚变格局出现重大转变。它为一项历来由国家主导、规模庞大且路线相对统一的国家战略引入了民营部门的灵活性和替代性物理路线。
中国的聚变基础战略以中央统筹规划下规模庞大的国有国家实验室为支柱。Helong-2则扮演着由私营资本出资的商业化“快速跟进者”角色,力图早于国家既定时间实现并网。国家出资的路线依赖规模庞大的传统托卡马克,其旗舰项目包括Experimental Advanced Superconducting Tokamak(EAST)、接近完工且计划于2027年完成的Burning Plasma Experimental Superconducting Tokamak(BEST),以及最终以2040年至2050年实现商业发电为目标的China Fusion Engineering Test Reactor(CFETR)。
由民营能源巨头ENN Group投入巨资支持的ENN路线(Helong-2)旨在绕过庞大的国家基础设施。ENN的路线图目标是在2030年至2035年建成商用示范反应堆,比国家计划提前约10年。Helong-2完全不同于几乎所有中国国家项目采用的主流燃料混合物。EAST和CFETR等项目聚焦氘氚(D-T)聚变。D-T聚变更容易点火,但会释放高能中子,导致反应堆壁材料退化并产生放射性废物。
Helong-2专为质子-硼聚变设计。这种反应属于无中子反应,即不会产生有害中子,产物是洁净的氦核。虽然它不需要厚重的辐射屏蔽,但所需点火温度高达3亿至10亿°C,是D-T反应堆温度的数倍。
此外,反应堆的形状决定了如何约束等离子体,而Helong-2代表着中国替代性工程路线的前沿。国家主导的反应堆使用传统的大型甜甜圈状磁场约束等离子体。Helong-2采用球形环(ST)几何构型,使等离子体的形状更像一个去核苹果。这种布局更加紧凑,磁场利用效率也高得多,因此非常适合容纳氢硼反应所需的超高温等离子体。
归根结底,Helong-2是中国一项风险极高但地位突出的对冲选择。在中国政府投入数十亿美元建设规模庞大的传统D-T托卡马克以确保最终取得成功的同时,ENN的Helong-2充当着追求高回报的先锋,探索直接实现无中子商业发电这一终极目标。
