在全球核聚变能源研究领域，温德尔斯坦7-X（Wendelstein 7-X，简称W7-X）无疑是备受瞩目的科研巨擘。作为世界上最强大的螺旋形（stellarator）核聚变装置，W7-X最近在长时间等离子体放电实验中实现了三重积的世界纪录，引领了核聚变研究的新高度。三重积（triple product）是评价核聚变装置性能的核心指标，它结合了等离子体的密度、温度和能量约束时间，反映了能否实现自持核聚变反应的关键条件。温德尔斯坦7-X此次突破，不仅刷新了历史记录，更展示了螺旋形等离子体装置在未来能源领域的巨大潜力。温德尔斯坦7-X坐落于德国格赖夫斯瓦尔德，由德国马克斯普朗克等离子体物理研究所（IPP）管理并联合欧洲核聚变联盟EUROfusion的科研力量共同运营。不同于传统的托卡马克装置，该装置采用了复杂且高度优化的磁场系统，通过三维形状的磁场构造，实现对高温等离子体的稳定约束。
经过多年的理论设计与技术研发，W7-X肩负着验证螺旋形装置能否达到理论预测性能、成为未来核聚变发电厂核心装置的重任。2025年5月22日，W7-X完成了代号为OP 2.3的实验周期，国际科研团队在此次活动中成功维持了43秒的高性能稳定等离子体放电，创造了三重积的新纪录。这一时长虽相较于托卡马克短暂脉冲阶段十分长，但在螺旋形装置中却极具突破意义。更为重要的是，W7-X此次突破的三重积数值甚至超过了日本JT-60U和英国JET等托卡马克装置在长时间放电阶段的历史纪录，尽管W7-X的等离子体体积仅为JET的三分之一。这充分说明了螺旋形磁场约束的独特优势和未来潜力。此次创纪录实验的取得，离不开温德尔斯坦7-X团队与美国田纳西橡树岭国家实验室（ORNL）合作开发的先进粒子供给技术。
ORNL研制的全球唯一连续运行的氢冰丸（pellet）注入器成功实现了等离子体中的稳定燃料补给。注入器将直径约3毫米的冰冻氢柱切割成长约3.2毫米的颗粒，并以高达数百米每秒的速度精准注入等离子体中。通过精准协调微波加热与冰丸注入的时间节奏，科学家们能够在43秒内维持理想燃料密度与温度，实现了远超以往的稳定运行。微波加热方面，W7-X采用电子回旋共振加热技术（ECRH），由卡尔斯鲁厄理工学院（KIT）和斯图加特大学团队共同参与开发。此项技术能够将等离子体加热至超过3000万摄氏度，满足核聚变所需的极端条件。此次实验中，离子温度峰值达到了4000万摄氏度，同时电子温度也维持在高水平，确保融合反应的有效进行。
三重积指标综合了等离子体粒子密度、温度及能量限制时间三项关键参数。实现高粒子密度意味着更多核燃料参与反应，高温则保证核聚变反应的高速进行，而长时间能量限制则体现了等离子体优异的热绝缘能力。W7-X此次实验充分展示了在螺旋形装置中这三者完美平衡的能力，证明了其在未来商业核聚变能源中的可行性和竞争优势。此次成果的另一亮点是能量转换量（energy turnover）的提升，W7-X在360秒放电中达到1.8吉焦耳的能量积累，超过了此前2023年2月的1.3吉焦耳记录。这一指标体现了装置对能源注入和等离子体维持能力的显著加强，也为未来多分钟乃至更长放电阶段奠定了基础。等离子体压力相对于磁场压力的比率首次达到3%，这意味着等离子体内部产生的压力逐步逼近设计磁场的极限，提高了聚变反应综合效率，向实现4%-5%的目标迈进。
科研团队通过调低约束磁场强度，巧妙促进了等离子体压力提升，最大限度地挖掘了温德尔斯坦7-X设计潜能。值得关注的是，6月底公布的更新数据显示，虽然英国的JET研究团队近期披露了其历史未公开的长脉冲三重积数据，最高脉冲持续时间达到60秒，与W7-X表现不相上下，但后者体积仅为JET的三分之一，如此高效的性能展示了螺旋形装置的技术前景和系统优势，预示其在商业化应用中具有竞争力。温德尔斯坦7-X团队负责人Thomas Klinger教授指出，这一成果凸显了跨国科学合作与设备技术创新的累积力量，标志着螺旋形装置逐步迈向核聚变电厂核心技术的关键一步。展望未来，随着技术不断完善和持续运行时间的延长，温德尔斯坦7-X的实验成果将为国际核聚变能源发展提供宝贵指导。其在等离子体稳定性、燃料供应、能量维持和压力约束等方面的突破，均为实现可持续、高效核聚变能源铺平了道路。随着包括氘氚燃料的逐步引入，以及更完善的能量回收与热管理系统建设，螺旋形磁场装置有望显著提升核聚变能源产出比，加速全球清洁能源革命进程。
在技术层面，继续优化粒子注入与微波加热的同步控制、提升等离子体诊断准确度及机器寿命，将帮助科研人员更深刻理解等离子体物理规律，推动装置性能持续攀升。国际社会对温德尔斯坦7-X的关注持续升温，相关成果的发表不仅丰富了核聚变领域知识体系，也促进了国际合作及多学科交叉融合。伴随全球能源转型压力日益增加，核聚变作为零碳、可持续、高效能源方案受到各国重视。温德尔斯坦7-X的成功将激励更多投入与创新，推动核聚变由实验室走向实际能源产业化阶段。总的来看，温德尔斯坦7-X通过实现三重积世界纪录，刷新了核聚变科学的性能极限，彰显了螺旋形磁场装置的创新价值与未来趋势。随着技术不断成熟与实验持续深化，人类距离掌握核聚变能源的梦想正一步步靠近。
聚焦这一科研前沿，不仅让我们看到科技的力量，更为全球能源安全和环境可持续发展注入了希望与信心。温德尔斯坦7-X的传奇仍在继续，它正引领着新一轮的能源革命，照亮人类未来绿色繁荣的道路。
