杨钊谈可控核聚变:从洪荒70到商业化的工程路线

能量奇点创始人解释聚变原理、磁体工程、装置路线和仍待验证的商业目标。

杨杨钊嘉宾 · 创始人
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2025年4月28日
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张小珺与杨钊讨论可控核聚变的物理概念、洪荒70 的建设、后续装置与示范电站计划,以及团队面对的成本、人才和工程风险。采访中的时间表和成本数字是受访者的预测。

  1. 1基本原理杨钊区分裂变、聚变与可控聚变。
  2. 2Q 值与系统边界能量增益必须结合具体输入、输出和系统损耗理解。
  3. 3实验与目标洪荒70并未证明未来商业装置的全部成本与性能。
  4. 4磁体工程磁场、结构、冷却和制造需要共同权衡。
  5. 5时间与成本示范及商业化时间表是团队预测,尚待验证。
  6. 6规模化不确定性杨钊承认现在难以准确估计规模化所需资金。

要点建议

  1. 核聚变实验启动与商业发电是不同里程碑。
  2. Q 值需要结合具体系统边界理解。
  3. 高温超导路线有潜在收益,也有制造和集成风险。
  4. 洪荒70 的结果不能直接证明后续电站的成本或性能。
  5. 规模化所需时间与资金仍不确定。
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01

访谈与基本概念

杨钊认为,可控核聚变可能在未来数十年深刻影响能源与文明。他也提醒,推进这种复杂工程的每个环节都会遇到问题。

杨钊认为,可控核聚变可能在未来数十年深刻影响能源与文明。他也提醒,推进这种复杂工程的每个环节都会遇到问题。

张小珺介绍能量奇点及其创始人杨钊,并提出本期的两个问题:核聚变离商业应用还有多远,充足能源又可能改变什么。

本期涉及技术路线、成本和时间表;这些主要代表受访者的判断,未来结果仍需实验与工程验证。

02

裂变、聚变与托卡马克

杨钊从核裂变和核聚变说起:两者都是核反应,但前者涉及较重原子核分裂,后者涉及较轻原子核结合。

杨钊从核裂变和核聚变说起:两者都是核反应,但前者涉及较重原子核分裂,后者涉及较轻原子核结合。

他用质能关系解释反应中释放能量的基本原理,并将可控聚变与一次性释放能量的过程区分开。

可控的目标是按照设计需求持续、稳定地获得能量,而不只是让一次反应发生。

托卡马克是磁约束路线的一种装置:磁场用于约束高温等离子体。地面上还存在其他聚变路线,包括惯性约束。

杨钊说,太阳依靠强大引力形成聚变条件,地球上的装置则需要以其他方式达到适合反应的条件。

他接着解释磁体的重要性:场强、装置大小、运行时间以及制造难度会共同影响设计。

早期装置使用铜磁体较容易实施,但电阻和发热限制了运行时间,也会增加能耗。

超导磁体需要低温等更复杂的工程条件。杨钊认为,长时间运行的目标推动人们研究超导方案。

所谓高温超导仍然需要低温;“高温”是相对于另一类超导材料而言,并不意味着常温运行。

两人提到国际热核聚变实验堆 ITER。杨钊将其作为大型国际合作项目和传统设计路线的例子。

杨钊认为,更高磁场可能使达到某些目标的装置更紧凑,但他强调具体装置仍需验证,不能把理论潜力当作已实现的成本。

03

能量增益与实验条件

谈到能量增益 Q,他解释其用途是比较聚变输出与投入;用于电站时还必须考虑系统其他环节的损耗。

谈到能量增益 Q,他解释其用途是比较聚变输出与投入;用于电站时还必须考虑系统其他环节的损耗。

他用密度、温度和约束时间的乘积说明聚变条件之间的关系。不同实验和 Q 的定义需要结合具体边界理解。

对于托卡马克,杨钊介绍经验定标:研究者结合不同装置的实验结果,估计磁场、尺寸等因素与性能的关系。

他指出等离子体系统复杂,很多关系需要实验拟合,不能仅凭简单公式推断所有工程结果。

访谈回顾聚变研究的历史,再回到民用问题:如何把短暂反应转化为可按需求运行的能源系统。

04

从实验到工程

杨钊说,工程目标不仅是产生聚变,还要让设备按设计功率运行,并解决成本、可靠性和持续运行问题。

杨钊说,工程目标不仅是产生聚变,还要让设备按设计功率运行,并解决成本、可靠性和持续运行问题。

他比较惯性约束和磁约束,并解释不同路线的实验条件及商业化挑战。这里的比较是受访者的技术判断。

对于磁约束,托卡马克长期积累了较多研究和实验经验;他认为这些积累对选择路线很重要。

两人讨论为什么多个国家的大型装置采用托卡马克,以及国际项目如何积累可比较的实验数据。

杨钊介绍团队完成“洪荒70”的背景。它是实验装置,其意义需要与未来发电设备的目标区分。

他明确说,洪荒70并未证明同等性能下的成本和体积优势;团队希望由下一代装置继续验证。

他回顾高温超导材料从实验室发现到形成更大规模供应的过程,并说材料可获得性影响了创业判断。

05

商业化判断

杨钊描述团队在 2021 年的判断:聚变科学和工程已有长期积累,商业化更需要解决经济性与实施问题。

杨钊描述团队在 2021 年的判断:聚变科学和工程已有长期积累,商业化更需要解决经济性与实施问题。

他认为大型实验项目的建设周期和成本是重要约束,但是否以及何时达到目标仍要看实际进展。

在他看来,商业化的关键是把发电成本降到能与现有能源竞争的水平。这是公司的目标,不是已实现的电价。

他说公司选择掌握装置设计及部分关键子系统,以便迭代设计并控制成本。

被问及为何创业而非留在高校,杨钊认为企业组织适合推动工程迭代和商业可行性,同时科学研究仍有其作用。

他回顾自己对基础物理与复杂系统的兴趣,讨论仅靠拆解最小组成部分并不总能直接解释宏观系统。

对于 AI 与物理的关系,他认为两者借鉴了一些观点和工具,但 AI 研发主要由计算机与相关领域推动。

团队需要选择适合的材料,并研究结构、散热等问题;杨钊说这并不意味着团队要从零发明每一种材料。

他回忆本科时期就对聚变感兴趣,也设想未来充足能源可能影响太空探索。这些长期应用仍属设想。

06

创始人与团队

他谈到博士阶段的理论物理背景,以及后来探索如何把技术经验与创业结合。

他谈到博士阶段的理论物理背景,以及后来探索如何把技术经验与创业结合。

此前的创业经历让他重新思考,聚变是否可以在当时开始推进,以及若不能推进还缺少什么条件。

杨钊认为创业者需要真正投入问题,因为重大项目会持续遇到困难,也会不断出现其他选择。

他描述团队评估知识、人才和工程条件的过程,并认为装置建设中的经验可以反馈到下一轮设计。

他认为国内产业链当时还很早期,科研装置的建造方式和商业公司希望形成的供应能力并不完全相同。

07

建造洪荒70

“70”对应装置的一个尺寸参数。团队从少数创始成员发展,在约两年中建设第一代装置。

“70”对应装置的一个尺寸参数。团队从少数创始成员发展,在约两年中建设第一代装置。

他把工作分为物理设计、概念设计和工程设计,并说装置包含多个相互依赖的子系统。

概念可行不等于设备已经可制造:工程设计还要明确制冷、真空、供电及接口等实际要求。

杨钊回忆设计冻结、制造与总装有交叠,并在访谈中纠正了自己提到的年份。

建设团队中有理论研究者,但大量成员是结构、低温、真空、磁体工艺等领域的工程人员。

他强调工程问题会随着设计接近实物而显现,早期修正与后期修补的代价也不同。

装配完成后,团队要逐个测试系统,再验证它们能否协调运行。

杨钊用“第一等离子体”描述装置启动的重要节点:系统共同工作,形成可供后续实验的等离子体。

他区分装置启动与达到商业电站所需参数;前者是重要工程验证,后者仍有大量工作。

杨钊说,洪荒70验证了高温超导材料可以被加工进完整装置并用于实验运行;这仍不是商业发电的证明。

他讨论团队自研和本地供应的范围,也承认部分低温设备与传感器使用了进口产品。

08

磁体与后续装置

接下来的路线图包括后续装置和磁体验证。时间与性能目标是团队计划,不应视为已达成成果。

接下来的路线图包括后续装置和磁体验证。时间与性能目标是团队计划,不应视为已达成成果。

他解释聚变磁体需要较大孔径,为等离子体和其他设备留出空间,与某些只容纳小样品的高场磁体不同。

更强磁场和电流会带来机械力。设计者需要在结构支撑与导体占用空间之间权衡。

冷却通道也占据空间;磁体设计需要同时考虑受力、温度和电流等约束。

杨钊把制造中的细小工艺问题称为大量逐项解决的工程工作,并说实际制成后才能验证工艺是否可靠。

他介绍供电、诊断和低温等系统也需要验证;团队试图在物理设计上采用有较多实验依据的方案。

即使基本物理较成熟,具体工程参数、设备可靠性和集成仍可能带来新的不确定性。

杨钊讨论后续装置的设计目标与此前实验的关系,强调需要逐步提升能力而非跳过验证。

他认为高温超导路线的潜在收益是更强磁场与更紧凑的装置,但材料加工和高参数制造具有风险。

他给出团队对未来装置成本和体积的估计。这些数字是预测,取决于尚未完成的工程和性能验证。

09

成本与风险

谈到示范电站,他比较建造成本、原料与废料问题;聚变路线的实际安全和废物影响仍取决于具体设计。

谈到示范电站,他比较建造成本、原料与废料问题;聚变路线的实际安全和废物影响仍取决于具体设计。

他提醒,从低参数实验向高参数装置外推会遇到未观察过的情况,科学和工程风险因此不能忽略。

杨钊讨论资金、人才和先发经验如何影响同一路线上的竞争。这是他对产业格局的判断。

他认为如果能源成本显著下降,新的需求可能迅速出现;这是一种经济预测,而非对未来需求的保证。

10

AI 与产业格局

谈到 AI,杨钊认为机器学习可能帮助等离子体控制和诊断,并提到已有研究作为例子。

谈到 AI,杨钊认为机器学习可能帮助等离子体控制和诊断,并提到已有研究作为例子。

他认为这些应用仍处于起步阶段,团队也在探索将部分控制工作交给算法。

两人讨论中美聚变产业的资金、供应链和市场。杨钊预测两地都会有本土团队,但实际产业发展仍不确定。

他将能量奇点的高温超导托卡马克路线与美国 CFS 的方向作比较,并指出其他公司也在探索不同路线。

11

发电与规模化

被问到第一度具有竞争力的聚变电有多难时,他承认难度很高,并给出团队对未来示范装置的目标时间。

被问到第一度具有竞争力的聚变电有多难时,他承认难度很高,并给出团队对未来示范装置的目标时间。

他区分不计成本的实验目标与能够稳定、经济运行的商业目标;两者不能简单等同。

他用裂变电站的发展作类比,推测示范到规模化可能还需多年;这不是已验证的聚变部署时间表。

杨钊认为,一台达到关键性能目标的装置可能改变市场信心,但具体结果仍取决于实验。

对于规模化需要多少资金,他承认现在缺少足够可见度,必须先看到示范装置和后续问题。

12

组织与个人

谈到组织,他希望团队学会找到关键问题、减少不必要的工作,并从每次工程问题中总结原因。

谈到组织,他希望团队学会找到关键问题、减少不必要的工作,并从每次工程问题中总结原因。

他介绍团队规模和招聘方式,并说聚变工程所需人才结构不同于一般互联网公司。

杨钊说实现装置需要大量工程工作;团队会阅读研究论文,但发表数量受到时间和工作重点限制。

他认为其他团队公开的设计与研究可以作为参考,同时日常工作主要围绕具体问题展开。

公司短期商业目标是为未来示范电站形成设备能力,而当前实验装置是准备步骤。

他谈到寻找能够接受较长研发周期的资金,并说可选择的投资者范围并非无限。

回顾洪荒70,他说当时更多是逐一解决问题,事后才更清楚看到整个过程的难度。

他强调,从第一台实验装置到更高性能的后续装置,团队能力与工程要求都会大幅上升。

他反思自己的管理方式,承认对团队情绪、激励等方面的投入可能不足。

两人谈到项目失败的可能性与个人压力,他将资金、人才和交付能力视为主要风险。

杨钊说,资金不足可能让下一步无法启动,目标没有达成则可能影响后续装置与商业计划。

他认为聚变有清晰但艰难的工程路线,并承认自己无法给 AGI 下明确标准。这是他的信念,不是对成功的保证。

被问及如果项目失败怎么办,他说会感到遗憾,并希望总结问题后继续尝试。

最后的快问快答回到其他技术机会、日常生活和长期目标。

杨钊表示聚变项目占据了他大部分注意力,访谈以对未来持续探索的讨论结束。

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