位于德国格赖夫斯瓦尔德的温德尔斯坦7-X核聚变研究反应堆近日创造了一项世界纪录，标志着核聚变研究迈出了重要一步。由德国马克斯普朗克等离子体物理研究所运营的该装置在2025年5月22日的实验中，实现了超长43秒的等离子体放电，达到了前所未有的三重乘积分峰值。这一成就为核聚变商业化的前景增添了强劲动力，也提升了人们对未来清洁能源方案的期待。 所谓三重乘积分，是核聚变中决定反应成败的关键物理量，它结合了等离子体的粒子密度、离子温度和能量约束时间。只有当这三个参数满足一定阈值时，核聚变反应才能实现自持，即等离子体自身产生的能量足以维持高温而无需外加加热，从而实现净能量增益。温德尔斯坦7-X以43秒的稳定运行同时达成了高温度和高能约束时间，刷新了此前持续时间较短但峰值更高的托卡马克装置的纪录，特别是在长时间稳定性方面展现出卓越表现。
在此次实验中，研究团队采用了先进的燃料颗粒注入技术，由美国橡树岭国家实验室开发的新型颗粒注入器首次在温德尔斯坦7-X运行。这种注入器能够高速精准地向设备内部射入数十颗毫米级别的冷冻氢颗粒，帮助维持和控制等离子体密度。与此同时，强大的微波加热系统将等离子体温度提升至峰值3000万摄氏度，极大地增强了离子碰撞及聚变概率。加热与燃料注入的细致协调，确保了能源输入和燃料供应的动态平衡，形成了稳定持久的核聚变反应环境。 温德尔斯坦7-X采用的是星形场装置（stellarator）技术，这是一种利用复杂三维磁场形状实现磁约束的核聚变装置。相比于目前主流的托卡马克装置，星形场装置具有持续运行的优势，但其磁场结构及线圈设计极其复杂制造难度颇高。
此次实验突破了持续时间瓶颈，将星形场装置的三重乘积分提升至与托卡马克同等水平，显示出星形场未来在稳定长时间核聚变发电中的潜力和竞争力。 核聚变是一种模仿太阳内部核反应的能量释放过程，通过轻核如氢同位素的融合产生大量清洁能量。实现核聚变发电能够打造几乎无限的能源来源，且无碳排放、不产生长期放射性废物，是解决未来全球能源和气候危机的关键技术路线。温德尔斯坦7-X装置的最新纪录显示，长时间稳定且高效的核聚变运行正在向现实靠近。 过去，日本托卡马克JT60U和英国的欧洲聚变实验堆JET分别在短时间等离子体三重乘积分纪录保持者，但它们的稳定持续时间有限且体积庞大，不利于缩小到实用发电厂规模。相比之下，温德尔斯坦7-X的突破在于以较小装置实现了长时间的高性能运行，体现了星形场设计的实用可行性。
此次成功得益于国际团队的紧密合作与技术创新，从磁场建模、等离子体诊断到燃料注入控制及加热策略等关键技术的提升，是多年来全球聚变研究持续努力的结晶。温德尔斯坦7-X负责人托马斯·克林格表示，这一里程碑事件展示了星形场为核聚变发电提供持续稳定能源的潜力，为实现商业化聚变反应堆奠定了坚实基础。 展望未来，核聚变技术的商业化应用仍面临诸多挑战，包括设备工程复杂度、材料耐热耐辐射性能优化、能量回收系统设计等，但此次突破让人们更加期待在未来十年能见证核聚变电站的建设与投产。温德尔斯坦7-X的研究为世界核聚变科学界提供了宝贵数据和实践经验，推动了全球新能源革命的进程。 总结来说，温德尔斯坦7-X核聚变反应堆此次刷新三重乘积分纪录，不仅代表了科学技术的巨大进步，也为人类追求清洁、无碳、可持续能源的梦想注入了强大动力。随着相关技术的不断成熟，核聚变有望在不远的未来成为取代传统化石能源的重要选择，有助于应对气候变化和能源安全的双重挑战。
世界正迈入核聚变能源的新时代，温德尔斯坦7-X的成功则是这条道路上的里程碑，为能源界带来了无限可能。
