能源自由的终极答案？复旦团队选择“氦3”新路线
行业内流传着一句话：人工智能的尽头是能源，能源的尽头是可控核聚变。
人类颠覆式的科学技术革命，带来算力和能源消耗不可估量的几何级增长，聚变到了必须尽早被研究出来的破局点。今年，“十五五”规划首次将聚变能列入“未来产业重点领域”，提出“推动核聚变能等成为新的经济增长点”。
复旦大学落下关键一子，以新工科改革的魄力，整合顶尖智力与产业资源。现代物理研究所/核科学与技术系引进领军科学家许敏，并组建起了一支“明星团队”。
他们的选择不同于国际主流的“氘-氚”聚变，而是选择在更清洁、更面向未来的“氘-氦3”路径——一旦成功，将通向近乎无限的清洁能源，但起点比主流路径更难、更陡。
这一战略级科研布局背后倾注了复旦大学面向未来产业的决心。今年，复旦大学磁约束聚变团队主导的东昇聚变公司在上海成立，由复旦大学、上海市未来产业基金、海桐国际创新中心、中科创星、启盈同创共同孵化。团队已启动第一代科学实验装置“晨光”项目，旨在推动氘-氦3聚变走向工程实现。
为何敢走“难却干净”的路？
不论是D-T（氘-氚）聚变，还是D-3He（氘-氦3）聚变，全球视野下，这都是一场与时间赛跑的竞争。
氚具有放射性，且增殖与处理技术复杂。许敏认为，从长远看，社会公众期待的是对核安全更加苛刻的要求，能不涉核就尽量不涉核，能少涉核就少涉核。氦3是一种稳定的核素，其聚变主反应不产生强辐射中子，被视为更理想和长远的清洁能源燃料。
同时，这条“干净”之路的代价是极高的物理门槛。从聚变三乘积（温度、密度和能量约束时间）来说，“氘-氦3”比“氘-氚”路线高一个量级，6亿度算是门槛条件，对装置性能和相关基础科学问题提出一系列挑战。
“专业科研院所正在力推氘-氚聚变，和我们装置的几何结构、物理过程极其类似——都是托卡马克这条路线。但是氘-氦3聚变的关键在于，采用高温超导材料，实现极强磁场来约束等离子体。在更强的磁场下面，我们容易实现更高的温度，以及更高的聚变三乘积。”
Q这两条路线各自有什么挑战？走着走着是否会相遇或交汇？
许敏：专业科研院所选择了聚变堆材料、氚自持这条道路往山头上攻。我们选择了强磁场无中子聚变，从山坡的另一个方向往山头上攻。
“氘-氚”聚变中，耐高能中子辐照的聚变堆材料，包括它的结构材料和功能材料，我认为挑战极大，但最终能突破，同时这条路线的磁场要求相对低一些。我们选择了更为长远的目标前进，挑战全世界公认的强磁场磁体，同时对于涉氚问题降低了难度。就像一个跷跷板，这是个理念选择的问题。
但相同的是，我们都是为了人类能源的终极梦想在努力，走的过程中就会相互融合，至于谁先谁后不重要。走到最后，各个路线都会趋同，很自然地就选择社会、老百姓、国家最为期待的一种形式呈现给大家。
复旦聚变蓝图：打造强磁场数据工厂
复旦聚变团队的目标是建造国际领先的强磁场、小型化聚变实验装置，并将其打造成一个AI-Native的“高品质数据工厂”。这将有希望成为世界上第一个磁场为10特斯拉的实验装置。
“复旦大学第一代和第二代聚变装置要集中解决三个问题：第一个是高温超导强磁场磁体，在真实运行工况下的可靠性和稳定性验证的问题；第二个是在大于10个特斯拉条件下等离子体约束性能的评估问题，要利用真实的实验数据来完善我们现有的物理模型；第三个就是控制运行的问题。”
许敏称，复旦的第一个装置是“AI Native”，从设计的第一天起就考虑到人工智能的需求，使其模块化、标准化。海量实验数据产出后，将用于训练人工智能模型，最终形成一套完整的物理预测与控制系统。
复旦大学现代物理研究所副教授、东昇聚变高级研究员杨洋将AI形容为黑箱，使科学家不再需要用非常清晰、直接的解析方法去推导，而可以用硅基大脑理解人类难以理解的复杂机理。
比如，在能量增益因子Q大于10的前提下，需要将炙热的等离子体装置体积缩小在很小的范围内，利于实现商业迭代和技术革新，但它就像是凶猛的巨兽，而AI会代替人自动将这个“笼子”建得更好。
“东昇聚变也将秉持这个观点，我们期待的聚变电站是一天24小时、一年365天长时间的稳态运行，人工智能在其中发挥了巨大的作用。”杨洋表示。
Q您对于在复旦搭建的核聚变团队有什么期待和目标？
许敏：我希望这一套体系能给专业科研院所的研究起到实质性的帮助，我们整个模型也必须要在他们的基础之上，再进一步的发展。
大学承载了教书育人、为国培养人才的核心任务，培养的优秀人才能在专业科研院所堪当大用。我们毕业的学生一定不是仅仅在教室里面培养出来的，我们一定把他们放到科研第一线和大型科学研究平台上去成长、去锻炼，毕业以后直接可以输送到专业科研院所。
我希望复旦大学磁约束聚变的团队能够更加贴近市场，更加国际化，把全世界最优秀的人才引进来，也可以为全世界培养最优秀的一批科学家。这个团队的目标，第一个高度团结，第二个勤奋向上，第三个要心向天空，要有理想。
面向国家战略，“东昇聚变”的产业先行
聚变是一个复杂而具体的目标，考验的不仅是科学探索，也是资源组织与工程智慧，东昇聚变的团队成员来自于国内外顶尖的大学和研究机构。在许敏看来，一个高度市场化、契合人性的体制和机制是聚变技术发展的“制胜法宝”。
这需要汇聚智力与资本，建立将阶段性突破快速转化为现实产品的协作生态——在攻克终极聚变能源的漫长道路上，东昇聚变实践着 “沿途下蛋” 的商业化策略。
东昇聚变团队孵化了“星箕动力”项目，瞄准低轨道太空资源的国家战略布局，利用核聚变等离子体技术为卫星提供持续动力。项目已经获得复容投资、适达集团、启盈同创基金、成都灿烂星汉等多家机构的投资。
星箕动力射频离子推进器
聚变研究衍生的中子技术，也为前沿医疗带来了可能。基于硼中子俘获疗法（BNCT）的癌症治疗新方案，正在从实验室走向临床探索。
Q除了发电之外，是否可以为我们讲解东昇聚变已落地或具备明确前景的衍生技术？
杨洋：这几年非常重要的一个发展就是低推力、自带燃料的等离子体发动机，国家已经大量运用于航天器、空间站与卫星，但它有一个应用上小小的空白。
马斯克发展了大量的星舰和小卫星，将500公里的轨道几乎快布满了，对于我们来说是一个巨大的挑战。大家把目光聚焦到了更低的轨道，但更低轨道的空气阻力大，需要有比冲很大的火箭发动机一直推。我们的“星箕动力”项目，就提供了一种能够持续工作的等离子体发动机，为卫星提供持续的动力。在某种程度上来说，我们也是面向了一个国家战略，就是去争取更多的太空资源。
想象“能源自由”与“文明跃迁”的未来
“如果说聚变的第一度电要发出来，我期待着在2030年之前。但是老百姓期待的不仅仅是第一度电，而是规模化的安全、便宜的电。”许敏展望道。
这项注定跨越数代人的事业，关乎一所顶尖大学对前沿未来的定义，倚身有情怀的团队对终极能源的执着，更将掀起人类文明下一次跃迁的底牌。
对于未来社会的基石，许敏认为第一个是算力，第二个是能源，第三个是数据以及由此产生的大模型。目前人类掌握的能源，比如煤、石油、天然气等化石能源以及光伏、风电等新能源，难以补上人工智能电力消耗的缺口，唯一的选择就是可控核聚变。
杨洋描绘了能源自由的潜在前景，“我们不再依赖于某一条河流，或者说某一片土壤，你可以想象人类的组织形式会发生巨大的变化。这也就是为什么世界上几乎所有具有影响力的大国，都在竭尽全力地去跟上或者是主导聚变这件事情。”
Q在您的畅想中，当清洁能源的研究到达一种极致，人类生活会怎样因此改变？
许敏：如果说到100年以后，就像《钢铁侠》电影，我希望未来聚变电站能做成一个小环嵌在胸口，我觉得是应该能实现的，或者说必然能实现的。
展望未来，电会非常的便宜，而能源的便宜带来了物质生活的极大丰富。要做到这一步需要非常长时间的努力，还要不断地去优化，从科学上和工程上对整个系统进行全方位的提升，降低成本，提高可靠性。另外要不断根据应用场景，去做量身打造的专用电站。
我们期待着战争、饥饿的消除，沙漠可以变绿洲，人类离开地球、到宇宙深空中探索，找到我们新的家园。这些都需要能源的支撑，而聚变在目前看来，是人类认知边界内够得着的唯一选择。
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