彭先觉院士解读核聚变：Z-FFR技术路径与未来展望

1月15日，在深圳创新发展研究院科技创新院士报告厅，中国工程院院士、原子核物理与核能领域权威专家彭先觉以《核聚变与未来能源》为题，深入解读了核聚变技术突破、产业应用及未来能源格局。

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彭先觉院士详细介绍了Z箍缩聚变—裂变混合堆（Z-FFR）的研究成果。该系统由Z箍缩驱动聚变单元与深次临界包层构成，通过大电流驱动金属套筒高速内爆产生辐射能，实现靶丸球对称压缩聚变，再结合裂变反应放大能量。其优势显著：物理原理清晰，与氢弹物理同源且经数字模拟验证；能量转换效率达10%以上，远超激光聚变；驱动器造价仅为美国NIF装置的1/3以下；系统处于深次临界状态，配备非能动余热排出系统，核燃料模块封闭且置于地下，实现绝对安全。

彭先觉院士厘清了核聚变核心概念：核聚变是轻核聚合释放能量的过程，需克服原子核静电力，通过加热至亿度高温实现热核反应，其中氘氚是最易发生反应的燃料。他指出，人工可控热核聚变主要有惯性约束和磁约束两条路径，而激光驱动的惯性约束聚变存在能量转换效率低、成本高昂等问题，磁约束聚变更面临等离子体不稳定、材料抗辐照能力不足、氚自持困难等技术瓶颈，纯聚变难以成为实用能源。

彭先觉院士表示，未来能源需兼具清洁低碳、经济高效、持久稳定等特质，核能因能量密度高、资源消耗少，应成为基荷能源。Z-FFR系统不仅能将铀资源利用率提升至90%以上，还可兼容钍资源及热堆乏燃料，满足人类上万年能源需求，同时具备功率快速调节能力，可与可再生能源协同构建智慧能源系统，大幅降低储能成本。此外，该系统还可发展为热电联供装置或供热堆，用于城市供暖、海水淡化及农田改造等领域。

关于产业化路径，彭先觉院士透露，目前Z-FFR已完成物理、技术、工程等层面的关键研究，无不可逾越的障碍，正进入工程验证阶段，2030年以前仍是在关键技术演示验证的阶段。国家50MA大科学装置将于2029年前后建成，2032年计划建成实验供热堆，开展中子辐照、靶丸制备等实战验证。

产业化需要一些前提条件：长寿命电容器、开关等驱动器相关组件，需突破千万次使用寿命；低成本快速量产的聚变靶丸，未来单价需控制在几百元内；乏燃料干法处理及金属铀包层制造产业，同时需推进锂、钍等资源开发。

互动环节中，彭先觉院士回应了公众关切的安全、商业化时间表等问题。他明确表示，Z-FFR系统从临界安全和余热安全两方面彻底规避了核事故风险，氚泄漏概率极低。针对中美技术对比，他指出我国在Z箍缩混合堆路线上已形成独特优势，团队兼具核聚变物理与工程实践经验。关于成本，他预测未来百万千瓦级电站造价约200亿元，电价有望降至每度0.1元左右。

现年85岁的彭先觉院士，早年参与核武器理论研究与设计，后转向核聚变领域，2024年牵头成立天府创新能源研究院，推动技术市场化。他呼吁通过市场化、商业化模式加快产业布局。