外媒：“絕對不可能”：中國制造出足以進行核聚變的超級鋼

你敢信嗎？當初被西方學界直接判了“死刑”的技術，中國科研團隊硬生生啃了下來。十二年前沒人看好的方向，十二年后掏出實打實的測試數據，直接給當初說“絕對不可能”的人上了一課。這款能扛住核聚變極端環(huán)境的國產超級鋼，已經裝進了我們自己的聚變堆，進度遠超國際同行。

為啥全世界都覺得這事兒不可能？得先說說核聚變反應堆的工作環(huán)境有多離譜。反應堆核心溫度上億攝氏度，可約束等離子體的超導磁體，得冷卻到零下269攝氏度，離絕對零度只差4度。同時磁體還要扛住20特斯拉的強磁場，這種冰火兩重天加超強磁力的組合，絕大多數金屬根本扛不住。

早年ITER項目就栽在這上面。當時測試發(fā)現，低溫下鋼材直接變脆，延展性掉得嚇人。ITER用的316LN不銹鋼，在4.2K低溫下屈服強度只能做到0.9到1.1吉帕，循環(huán)幾次就出結構問題。這直接把ITER的磁場上限卡死在11.8特斯拉，材料卡了全球核聚變圈快二十年脖子。

中科院的李來風研究員早就盯上了這個痛點。他的思路跟ITER完全不一樣，ITER靠把反應堆做大分散應力，結果造價飆升，工期一拖再拖。李來風想換條路，用更強的材料把反應堆做小做緊湊，這個想法在當年，不少人覺得就是不自量力。

2017年李來風帶著初步成果去美國參加國際低溫材料會議，會上講了CHSN01的研發(fā)方向。臺下不少外國專家態(tài)度直接得很，明著不看好，還帶著嘲諷。那時候西方學界已經認定316LN就是全球低溫鋼的天花板，中國人想突破？在他們眼里根本不可能。

團隊沒跟人打嘴仗，一門心思死磕配方。他們從Nitronic-50氮強化奧氏體鋼入手，把碳含量壓到0.01%以下，氮含量提到0.30%左右，還上調了鎳的比例。最關鍵的一步，是加入了微量的釩。這些納米級的釩氮化物顆粒能釘住位錯，提高強度的同時還不犧牲韌性。

每一絲元素比例的變動，都可能讓性能天翻地覆，這不是靠靈感一蹴而就的故事，是一群人在實驗室反復試錯、推翻重來的漫長過程。2020年項目迎來關鍵轉折，著名低溫物理學家、國家最高科學技術獎得主趙忠賢院士加入了團隊。老爺子在高溫超導領域的成就國際公認，給團隊注入了全新的研究思路。

2021年團隊定下了一組硬指標，低溫條件下屈服強度1500兆帕，延伸率超過25%。這兩個指標湊一塊兒，就是材料學界公認的不可能三角，強度上去韌性就降，韌性夠了強度上不來，全世界沒人做到過。李來風牽頭拉了跨機構研究聯盟，研究院所、鋼鐵企業(yè)、焊接專家全參與進來。

每兩周開一次技術論壇，所有數據交叉驗證，就怕出半點差錯。這種全產業(yè)鏈協(xié)作的優(yōu)勢，在基礎材料研發(fā)這塊真的太明顯了。這不是某一個人的戰(zhàn)斗，是一整支隊伍咬著牙堅持了十二年。

2023年8月，最終測試結果出來了。CHSN01通過了全部關鍵測試，20特斯拉磁場、1300兆帕應力下，結構完好，抗疲勞性能遠超標準。在4.2K低溫下，屈服強度達到約1.5吉帕，斷裂前延伸率超過30%，比ITER用的316LN護套強大約40%，抗裂性能也毫不遜色。當初放話不可能的人，不知道現在看了這組數據是什么表情。

這組數據可不是實驗室里的好看數字，背后是實打實的工程突破。更強的護套材料意味著能承載更強的磁場，從11.8特斯拉跳到20特斯拉，等離子體約束壓力差不多翻了四倍。物理學家能設計出體積只有原來三分之一的反應堆，聚變功率增益照樣大于1，反應堆小了造價大降，輻射屏蔽也更容易做。

CHSN01早就不是實驗室里的樣品了。2023年5月，它已經被裝進了中國的BEST聚變反應堆。這座反應堆全稱燃燒等離子體試驗超導托卡馬克，總重六千多噸，其中五百噸導體護套用的全是CHSN01。它預計2027年建成，目標是實現商業(yè)化發(fā)電，可不是只做研究的實驗裝置。

拿BEST和ITER比一比，差距一目了然。ITER是純粹的科研設施，建成之后不會輸出電力，而且ITER要到2034年才能首次開機，真正的氘氚聚變實驗得等到2039年。這個項目從上世紀80年代開始構想，砸進去超過200億歐元，還在不停追加預算，四十多年了連第一團等離子體都沒點著。

中國的BEST2023年開工，2027年就能完工，全程也就四年。我們不搞口舌之爭，進度就是最硬的話語權。進入2026年，相關的好消息一個接一個冒出來。1月份，中國的人造太陽EAST裝置成功突破了等離子體密度極限，證明極限密度下等離子體依然能穩(wěn)定運行，這個成果發(fā)在了《科學進展》，《自然》雜志都做了專題報道。

同月在合肥召開的聚變能源技術與產業(yè)大會上，BEST項目的最新進展也作了正式發(fā)布。2026年3月公布的十五五規(guī)劃，明確鼓勵民間資本進入核能領域，政策層面的信號已經相當清晰。更讓人安心的是，CHSN01完全國產，從研發(fā)到生產全部在國內完成，不用看別人臉色，也不會被卡脖子。

趙忠賢院士說，CHSN01的應用前景遠不止核聚變反應堆。MRI掃描儀、粒子加速器、磁懸浮列車，甚至量子計算用的稀釋制冷機，都要面對類似的低溫加應力的挑戰(zhàn)，這種更強更韌的鋼，在這些領域都能發(fā)揮大作用。

核聚變領域一直有句調侃，說永遠還要三十年，好像永遠是遙不可及的夢。但材料問題一旦突破，很多工程瓶頸跟著就松了，造不出合格的鋼，再漂亮的設計也只是一張廢紙。中國用了十二年，把別人嘴里絕對不可能的鋼造了出來，還直接裝進了在建的反應堆。

全球清潔能源賽道上，誰攥著關鍵材料的核心技術，誰就握著主動權。被人說不可能的時候，低頭悶聲干事兒，真的比抬頭爭輸贏有用多了。這一次，主動權確實握在了我們手里。

參考資料：人民日報 我國研制出核聚變用高性能低溫超級鋼