5月17日，2026搜狐科技年度论坛在京盛大开幕。来自科学界、学术界和产业界的近三十位嘉宾共襄盛会，围绕基础科学和人工智能话题展开探讨思辨。

在下午的论坛中，清华大学工程物理系副教授，星环聚能创始人、首席科学家谭熠以《聚变能还需要50年吗》为主题进行了分享。

他认为，聚变能发展真正困难的地方不在聚变，而在于要算经济账，要算得失平衡，这是聚变能最难的地方。“聚变能有一个公认的经济性指标，就是聚变三乘积，本质上就是温度、密度还有能量约束时间。”

温度是第一个门槛要求，此前提升非常快，密集也已达到满足聚变能的功率要求。能量约束时间同样在曲折发展中不断发展，还需要进一步向秒级突破。

“单纯从物理等离子体来说，我们离聚变能真的已经非常接近了。”但谭熠表示，聚变能还需要解决温度梯度控制、材料等方面的问题。

他认为，自2020年以来，聚变问题的解决速度快速提升，而且还将加速，因此商业应用不需要等50年。“我希望在2030年代的某一个晚上，大家家里用的电来自于聚变电站。”

以下为演讲全文：

各位老师、各位专家还有搜狐的线下线上的各位朋友，大家下午好！今天我想通过这个演讲来回答一个我被人最常问的问题，就是聚变能到底还需不需要额外的50年。

我还是希望从最原点开始介绍。聚变能包含两层意思，一个是核聚变，另外一个是核聚变产生的能源。

核聚变是一个非常基本的宇宙中间常见的反应，就是两个或者多个比较轻的原子核聚变成更重原子核的过程。元素周期表上从氦到铁基本上都是聚变的产物，因为它们都是从一个个更轻的原子核聚变过来的，大家很快能够想到人类自己可能都有90%的质量都是核聚变的产物，地壳等元素都是核聚变的产物。虽然核聚变在地球上已经很少见，但地球、人类还有宇宙中很多的物质都是核聚变的产物。

原子核为什么会发生聚变反应，就不能在那儿呆着吗？这与原子核内部的微观结构有一些关系。如果是轻点的原子核，如氘氚之类的原子核，中子、核质子之间的结合会比较少。如果是重点的原子核，如氦等，它们的结合会更加紧密。

从紧密到松散，只要条件合适，会像瀑布一样，从高的能量状态自然会向更低的能量状态转变，水往低处流，聚变反应也是这个道理。因此只要我们有条件满足，就可以通过核聚变反应获取这之间巨大的能量差异，从而得到聚变能，这是聚变能最根本的来源。

如果人类要实现核聚变反应，最容易的是氘氚聚变，就是用氘和氚聚合成氦，加一个中子，花20680就可以把核聚变抱回来，这是一个非常正经的核聚变装置，可以观测到聚变中子以及氘氘聚变的产物，所以真正要实现核聚变反应成本不高，也不是很难。

刚刚很多人觉得聚变很难很难的样子，但现在一看好像2万块钱就能解决问题，这时我们要进一步分析。如果我们去看刚才的聚变反应，如果直接去看它的得失，就会发现聚变反应跟聚变能是两回事，刚才那个过程获取的聚变能，会发现它产生的聚变能可能连消耗的电能的万分之一都不到。所以，聚变能难在哪，不在聚变，而在于要算经济账，我们要算得失平衡，这是聚变能最难的地方。

一旦涉及到经济账，就需要关注各种各样的指标，很复杂。对于聚变能来讲，它有一个公认的经济性指标，就是聚变三乘积，本质上就是温度、密度还有能量约束时间。

温度是整个反应的门槛，其他条件不满足都还好说，但是如果温度不满足，聚变反应根本不会发生，这是第一个门槛要求。

第二个密度表示的是反应放出的聚变功率有多大。能量约束时间会更加难以理解，比如类比高压锅，它是一个密封非常好的容器，约束时间比较长，另外一个锅连盖子都没有。在这样的对比下，大家可以看下日常煮饭，高压锅用小火，就可以让高压锅里面的米和水快速达到成熟的条件，没有盖子的锅用非常大的火去烧，都不一定把火烧开、把米饭煮熟。

核聚变也是一样，如果是约束非常差的体系，需要花费非常大的代价才能把达到聚变反应的温度，这时候要有可能是亏本的。所以我们做聚变，就要把这三个物理量调整到聚变能所需要的要求，商用目标就是3×10²¹ m⁻³·keV·s。

温度是提升比较快的指标。在1960年代，在最有名的托卡马克T-3上面就可以达到千万的温度，在传统欧姆加热达到瓶颈以后，用电子回旋、离子回旋，用电磁波加热，温度又提升了很多。后面再加上非常强流的中心数据加热，温度提升非常快。

因此在1980年代、1990年代以后，1亿度已经不是做聚变的困难，特别是在1990年代在日本的JKU研究上面，已经实现了45千电子伏的离子温度，因为作为加热来讲，聚变的温度不是最难的事情，而是长时间运行，如何降低成本、提高效率，包括星环聚希望能在这些方面做出一些突出的贡献。

接下来看下密度，密度能比较好的提升。最早的托卡马克是10的9次方，然后到10的19次方，最后到20次方，对于聚变能来讲已经满足聚变的功率要求。

最后看下能量约束时间的提升轨迹。温度高到一定程度以后，它会有非常强烈的向外扩张的趋势，在这种情况下约束是非常困难的事情。最开始我们用一些磁境做约束，后来发现就是百微妙级别的，托特马克实现以后，到了10微秒级别，做大点变成100微秒级别，再做大就变成了秒量级提升。

虽然能量约束时间提升是非常困难的，随着尺寸做得更大，其他等离子形状做得更好，加上更加突出的处理手段，把能量约束时间提升到聚变堆的要求，也就是秒级。

这个过程在1970年代遇到一个重大的曲折，那个时候已经有了一定的加热能力，就想把等离子能力提上去，但是大家发现一个非常沮丧的情况。当温度提上去之后，密度就开始往下掉，这是非常令人难过的事情。因为我们做聚变，必须是在温度、密度和约束时间同时满足的情况下才能达到要求，但这个实验发现温度和密度好像是不可兼得的事情，让大家觉得这个聚变好像没希望了。

但聚变有个特点，总是在大家觉得绝望的时候又给予大家非常巨大的希望。大家觉得加热很差，加热上去也没有什么用，就把该有的加热的东西全投进去，不管什么后果，先试试看，看看有什么现象。结果发现，当把加热的东西加到足够多，超过阈值之后，聚变等离子开始出现一些自组织现象，会形成宏观的层流，把造成约束的湍流自发抑制住，同时在温度达到、密度达到的时候，就使得密度、加热同时达到要求，这是聚变研究的代表性，就是不断经历失望，然后又不断突破，给你希望。

总体来看，聚变三乘积指标一直提升得非常快。从1950年代第一次有三乘积记录的试验，到1990年代就已经非常接近希望达到的聚变堆要求。

所以从这个层面来讲，单纯从物理等离子体来说，我们离聚变能真的已经非常接近了。大家肯定会有问题，聚变不是只有等离子问题，等离子体需要装在一个容器之中，这个容器需要接受等离子体带来的各种冲击，热冲击、中子冲击，还有各种辐射等，这是一个非常艰难的结构。它可能在堆积里头是上亿度的高温，但是在堆积之外不到一米多就是超导磁体，就是超低温，在一米空间内要实现这么高的温度梯度，是非常难的问题。

对于材料也有这样的问题，这是聚变能被人诟病的一个重要原因。很多人都说把聚变等离子体搞那么强，也没有什么材料能够承受它造成的那么多的负荷，目前为止地球也没有这样的测试环境。按照一个聚变堆正常使用40年，要承受200dpa的要求，现在还有很大的距离，当然还要承受20MW/M方的热流。

所有做材料的同行都跟我们说，我们做材料最需要一个测试平台，如果没有一个相同的中子负荷和热能负荷的测试环境给我，无法迭代材料规划，所以要在发展中解决问题。

大家对聚变堆的材料很感兴趣，因为氚在自然界中是不存在的，必须通过一些材料产生。现在的氚是用来做核武器的，价格非常贵，3000万美元一公斤。

但纠正一个观点，未来氚的供应和需求都跟现在的情况截然不同，未来每一个聚变堆都会是氚的生产工厂，因此它的价格会逼近它的边际成本，不能拿现在氚的供给形势预测未来聚变堆运行以后它的供给，现在不管是在中国还是在美国都已经进行了氚的循环形式。

前面都是技术的进展，接下来谈一下为什么我会更有信心。一方面来自于我们的组织形式以及其他方面带来的翻天覆地的变化。

这里举下我自己的切身感受。我们很清楚聚变还有很多问题要解决，但是如果回过头来看2020年前的聚变问题的解决速度和2020年以后聚变问题的解决速度，我们会发现它是两个状态。

如果看下各个研究机构建设聚变装置的时间间隔，像我所在的清华大学，从第一个装置到现在第二个装置大概花了21年，核工业西南物理研究院中间间隔了18年，中科院等离子所的装置运行了26年。所以在原来政府基金支持之下，基本上20年才能迭代一次装置。

但是很好的是在 2020 年以后，风投资金开始介入聚变能行业，能够深刻地感受到聚变能装置的建设速度发生了急剧变化，包括星环聚能跟清华大学合作建了 SUNIST-2，这是在风险投资驱动下开始的尝试，总共从开工，这是一个毛坯厂房，开工到建成装置并且运行起来总共就花了 279天，这是非常惊人的速度。而且星环聚能自身，现在在 SUNIST-2 已经成功运行以后，今年年底就会建成下一个装置，叫做 NTST。然后可能会在 28 年底又会建成下一代装置 CTRFR-1，因此大家看到这个时候，它的这个装置的迭代速度就远不是之前 20年才有一代装置的状态了，能两三年就一代装置。那我们的工程师虽然很年轻，但是他可能这个短短 10 年之内，他可以建设设计三四个托卡马克，那他的经验教训、他的知识积累会远不像之前那个状态下那种样子。因此在商业化的情况下，我们解决问题的速度已经发生了非常大的变化，我们的斜率变成了非常陡峭的状态。

这意味着这一代装置的设计者，一辈子只有这一代装置的设计经验和教训，等到下一代装置建设的时候已经退休了，甚至还有很多老专家去世了，因此经验是无法迭代和提高的。这就造成在以往聚变能的问题解决速度是非常缓慢的，如果按照这样的趋势去推测，确实需要用50年来解决聚变所有的问题。

但好在2020年以后，风投资金开始介入聚变能行业，能够深刻地感受到聚变能装置的建设速度发生了急剧变化。现在可能是两三年就有一代装置，短时间可以建设三四个聚能堆。因此在商业化方面，我们解决问题的速度已经发生了非常大的变化，斜率变成了非常陡峭的状态。

第二个方面，斜率会变得更加陡峭。2026年以来星环聚能自身开始做碳硅协同，我们公司现在是顶级模型的token敞开，免费让大家去用。大家可以发现，确实解决速度已经快了很多，这不但是一般的编码问题，而是现在电子部门开发电子控制器，可以从200天的要求变成125天，等离子计算平台就花了原先六分之一的时间跑起来。

所以我们承认聚变能还有很多问题要解决，但是解决问题的速度已经跟之前截然不同。希望我今天的介绍能够让大家更能理解我为什么说聚变能不需要50年，我也希望在2030年代的某一个晚上，大家在家里用的电是来自于聚变电站。谢谢大家！

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