5月，中國自主研發(fā)的高強低溫鋼CHSN01正式投入使用，500噸這種"宇宙級"材料已經(jīng)開始為我國首個聚變能發(fā)電實驗裝置BEST"穿鎧甲"。

這意味著中國的"人造太陽"終于有了能扛住極端環(huán)境的"鋼筋鐵骨"，距離點亮聚變能第一盞燈又近了一大步。

聚變能源的終極挑戰(zhàn)

我國正在研究迷你版的“太陽”，這個"小太陽"內(nèi)部溫度高達上億攝氏度，比太陽核心還要熱好幾倍。但問題來了，地球上沒有任何材料能直接承受這種高溫，怎么辦？

科學(xué)家想出了一個絕妙的辦法：用超強磁場把這團高溫等離子體"懸浮"在空中，就像一只無形的手托著它，不讓它碰到任何固體表面。聽起來很酷，但這個磁場得有多強？答案是20特斯拉，比地球磁場強幾十萬倍！

這就帶來了一個神矛盾：產(chǎn)生超強磁場的超導(dǎo)磁體必須在零下269攝氏度的液氦中工作，而它們需要承受的卻是磁場產(chǎn)生的巨大撕扯力。用來制造這些磁體外殼和支撐結(jié)構(gòu)的材料，必須同時滿足兩個極端條件：既要在接近絕對零度時保持足夠的韌性，又要承受住20特斯拉強磁場的拉扯。

過去，國際上最好的材料是316LN不銹鋼，但隨著中國聚變裝置性能要求越來越高，這種鋼已經(jīng)快到極限了。沒有更強的材料，中國的"人造太陽"就可能在關(guān)鍵時刻骨折，這絕對不能接受。

十年攻關(guān)路

2011年，國際熱核聚變實驗堆ITER項目出現(xiàn)低溫鋼故障，這給全世界的聚變研究敲響了警鐘。中科院的李來風(fēng)研究員意識到，材料問題將成為制約聚變發(fā)展的關(guān)鍵瓶頸，于是把目光鎖定在了性能更優(yōu)秀的N50鋼上。

第一次"起飛"發(fā)生在2017年。當(dāng)李來風(fēng)團隊帶著新的技術(shù)路線參加美國的國際會議時，卻遭到了外國專家的集體質(zhì)疑。他們認(rèn)為，想要大幅超越現(xiàn)有材料性能，基本不可能。面對質(zhì)疑，中國科學(xué)家的回應(yīng)很簡單："試試就試試！"就是這五個字，開啟了一場長達十年的材料攻關(guān)馬拉松。

2019年，好消息傳來：團隊成功煉出了500公斤樣品，屈服強度達到1500兆帕，性能完全達標(biāo)！但興奮之后卻是現(xiàn)實的冷水：由于生產(chǎn)成本高達每噸20萬元，而且當(dāng)時沒有明確的工程需求，項目被迫擱置了一年多。

就在有人想打退堂鼓時，中國超導(dǎo)泰斗趙忠賢院士站了出來，他專門參加團隊組會，給年輕人打氣："這事值得干下去，你們不要迷信國外權(quán)威！"

真正的轉(zhuǎn)機來自2021年。中國自主設(shè)計的聚變能發(fā)電實驗裝置BEST正式啟動，明確需要1500兆帕級的高強低溫鋼！有了明確需求，"國家隊"正式下場：中科院牽頭，聯(lián)合中國鋼研、宣鋼等13家頂級企業(yè)和4家科研院所，組成"高強鋼攻關(guān)聯(lián)盟"，采用"賽馬制"全力攻關(guān)。

2023年8月，"中國高強低溫鋼1號"（CHSN01）終于通過專家評審，這個名字的寓意很明確：中國第一！從被質(zhì)疑到自主突破，十年磨一劍，中國科學(xué)家用行動證明了什么叫"中國制造"。

CHSN01的"超能力"

那么，這種被稱為"宇宙級"的材料到底有多強？首先是強度。CHSN01的屈服強度達到1500兆帕，比傳統(tǒng)的316LN不銹鋼高出40%。如果把這種鋼做成指甲蓋大小的薄片，它能穩(wěn)穩(wěn)承受15頭成年大象的重量而不變形！

更厲害的是韌性。在零下269攝氏度的液氦環(huán)境中，CHSN01依然能被拉伸超過25%而不斷裂，斷裂韌性超過180兆帕·米的平方根。要知道，絕大多數(shù)材料在這種極低溫下都會變得像玻璃一樣脆，一碰就碎，但CHSN01卻能保持足夠的柔韌性。

最關(guān)鍵的是，它能完美承受20特斯拉強磁場產(chǎn)生的巨大拉扯力。這種磁場強度有多可怕？如果戴著金屬手表靠近，手表會被瞬間撕掉；如果有鐵質(zhì)物品，會像炮彈一樣被吸過去。但CHSN01制成的結(jié)構(gòu)件能在這種極端環(huán)境下巋然不動。

并且，使用CHSN01后，超導(dǎo)磁體系統(tǒng)的重量能減輕10%，單個裝置就能節(jié)約材料100噸。對于動輒幾千噸重的聚變裝置來說，減重意味著更高的效率和更低的成本。

這些數(shù)字背后，是中國材料科學(xué)從"跟跑"到"領(lǐng)跑"的歷史性跨越。法國原子能委員會、德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院等國際頂級機構(gòu)都對CHSN01表示出濃厚興趣，這在以前是不可想象的。

點亮聚變能第一盞燈

2025年5月1日，一個值得銘記的日子：中國首個緊湊型聚變能實驗裝置BEST正式開始總裝，比原計劃提前了兩個月。這意味著什么？意味著中國正在從聚變能的"原理驗證"階段躍升到"工程應(yīng)用"階段。

BEST裝置有多厲害？它的體積比國際熱核聚變實驗堆ITER縮小了40%，但磁場強度卻提升到15特斯拉，在更小的空間里實現(xiàn)更高效的等離子體約束。最關(guān)鍵的是，它將首次驗證聚變能發(fā)電的工程可行性，目標(biāo)是實現(xiàn)50兆瓦的輸出功率，能量增益大于1。

BEST裝置的成功不僅僅是技術(shù)突破，更是中國聚變能"三步走"戰(zhàn)略的關(guān)鍵一步。按照規(guī)劃，BEST將在2027年建成并開始發(fā)電演示，目標(biāo)是在2030年點亮聚變能第一盞燈。接下來，中國還將建設(shè)聚變工程示范堆CFEDR，目標(biāo)在2035年實現(xiàn)1000兆瓦以上的聚變功率。最終目標(biāo)是在2050年前實現(xiàn)聚變電站的商業(yè)化運營。

這個時間表聽起來很激進，但有了CHSN01這樣的關(guān)鍵材料突破，中國很可能成為世界上首個實現(xiàn)聚變能商業(yè)化的國家。未來的某一天，我們家里用的電可能就來自這種清潔、安全、幾乎無限的聚變能源。

回望這十年的攻關(guān)路，從最初的國際質(zhì)疑到今天的世界矚目，CHSN01的誕生過程就是中國科技自立自強的生動寫照。它告訴我們，真正的核心技術(shù)是求不來、買不來的，只能靠我們自己干出來。更重要的是，它證明了中國科學(xué)家不僅有勇氣挑戰(zhàn)世界難題，更有能力把"不可能"變成"中國方案"。

未來十年，當(dāng)聚變能第一盞燈在中國點亮?xí)r，我們會記得今天這個歷史時刻：為了人類的終極能源夢想，中國煉出了最強的鋼。