如果核聚變是條死路，這個方法或將成為唯一希望

2026 年 1 月 15 日，中國工程院院士彭先覺在科技創新院士報告廳做了《核聚變與未來核能》的主題演講，引發了全網熱議。

為了方便理解，本文對彭院士報告中的知識進行了順序上的重組，以便沒有核聚變相關知識基礎的人也能全面理解相關知識。

中國工程院院士彭先覺

在解讀當前核能發展格局時，彭院士道出了一個顛覆認知的重要觀點：從長期發展角度來看，無論是大家寄予厚望的人造太陽（托卡馬克聚變技術），還是已在全球運行數十年的傳統裂變核電站，恐怕都無法承擔起人類未來終極能源方案的重任。

普通人看到這一觀點，難免會心生疑惑：傳統核電站技術成熟、發電穩定，法國半數以上電力依賴核裂變，中國的“華龍一號”更是實現了技術出口，成為了國家名片，為什么說這些方案都無法承擔人類終極能源的重任呢？

“華龍一號”全球首堆外景

更令人困惑的是大家一直以來都寄予厚望的托卡馬克裝置，中國投入數百億打造EAST、BAST、夸父等核聚變項目，EAST 項目不僅進展順利，捷報頻傳，后續的 BAST 和夸父項目也將進入運行階段。這些被視為全人類能源希望超級工程，難道還有什么問題嗎？

全超導托卡馬克核聚變實驗裝置（EAST）

彭院士的觀點并非要否定過往的努力，而是基于這些項目的工程學底層缺陷做出的理性判斷。

只要將各類被寄予厚望的核能技術逐一拆解便會發現，它們看似美好，實則都存在無法突破的致命缺陷，有些甚至已走到發展的絕境。

傳統核裂變只是過渡方案

傳統裂變電站“華龍一號”，是現階段最被認可的核能解決方案。它技術成熟、發電穩定，“華龍一號”的出口更彰顯了中國在該領域的技術實力。但彭院士指出，其背后隱藏著三大致命問題，終將堵死這條看似順利的發展之路。

第一個問題是資源焦慮。

傳統裂變電站依賴鈾-235 作為核燃料，而鈾-235 儲量有限、分布不均，主要集中在少數國家。中國鈾礦資源貧乏，大部分依賴進口，如果大規模上馬裂變電站項目，就會導致能源命脈受制于人。一旦國際局勢發生變動，鈾供應中斷，就會導致我們陷入電力危機。

第二個問題是核廢料處理難題。

大家都知道，核電站發電會產生大量高放射性核廢料，其衰減周期長達一萬年以上，即便深埋地下也未必能保障安全。這相當于給子孫后代留下了定時炸彈。而且，全球核廢料會不斷累積，儲存難度會越來越高，至今也沒有完美的解決方案。

第三個問題是安全隱患。

雖然現代核電站安全設計日趨完善，但裂變反應始終存在失控風險，一旦發生核事故，后果不堪設想。切爾諾貝利、福島核事故的創傷至今歷歷在目，前者導致城市廢棄、土地污染，后者造成海洋生態破壞。

核裂變的物理特征告訴我們，傳統裂變堆的安全隱患永遠無法徹底消除，只能盡量減小。因此，傳統裂變堆只是一種“有今天沒明天”的臨時過渡方案，遲早會被資源、廢料和安全問題拖垮。

釷基熔鹽堆是中國核能領域的新興優勢項目，媒體普遍報道其釷資源儲量豐富（是鈾的3-4倍）、中國儲量充足且固有安全性高，看似是完美解決方案[1]。

釷基熔鹽實驗堆堆廠房大廳。圖源：中國科學院上海應用物理研究所

但彭院士深度剖析后指出，釷基熔鹽堆本質仍是裂變技術，并未擺脫裂變的核心局限。它雖解決了傳統裂變堆的資源和部分安全問題，卻無法解決長壽命核廢料的根本難題。

發電過程中，仍然會產生需要長期深埋的高放射性核廢料。而且，釷資源雖然更豐富，但其總能量輸出，仍然無法滿足人類未來千年的能源需求。因此，釷基熔鹽堆僅僅是一種更為優秀的過渡方案，而非核能的終極答案。

人造太陽的尷尬

被稱之為人造太陽的托卡馬克裝置被視為全人類的能源希望，其燃料氘可從海水中提取，儲量足以支撐人類使用上百億年，且聚變反應無長壽命核廢料、無核爆炸風險，一旦商用便能徹底解決能源危機。

但彭院士的四個核心疑問，戳破了這一美好幻想，證明托卡馬克核聚變的實際工程難度比我們想象的要困難得多，50 年后實現核聚變的魔咒很可能并未打破。

第一，是增益難題難以突破。

核聚變裝置的商用門檻 Q 值（聚變輸出能量與輸入能量的比值）需大于 10，而目前全球最先進的托卡馬克裝置 Q 值僅勉強能達到 1，突破商用門檻的難度極大，甚至有最終無法達成目標的潛在風險。

第二，氚燃料陷入困局。

對于現在最成熟的氘氚核聚變來說，氘的數量近乎于無限，但氚在地球上的儲量卻是極少的。想要獲得足夠多的氚，就必須實現燃料自持。

同為氫原子，因原子核內的中子數不同，便分化為氕、氘、氚三種形

通俗來講，就是要用聚變產生的中子，去轟擊鋰元素靶標，把鋰元素變成氚，再循環利用。但是，這一過程非常復雜，而且效率極低，幾乎無法長期維持。如果無法實現燃料自持，就必須持續補充氚作為燃料，這將導致發電成本高企，無法商用。

第三，材料瓶頸難以突破。

托卡馬克裝置中有一個核心部件，叫做第一壁，是托卡馬克裝置真空室的內表面。這個部件會直接承受聚變產生的高能中子和逃逸粒子的轟擊，同時還要承受強烈的熱輻射。

法國超導托卡馬克裝置 WEST

第一壁的表面要承受每平方米幾十兆瓦的熱流密度，這讓這個部件成了人類工程史上工作環境最惡劣的地方，比火箭的噴口還要惡劣得多。

惡劣的環境會對第一壁的材料造成不可逆的損傷。目前全球范圍內，都沒有能夠長期承受轟擊的材料。而停機更換第一壁的成本，更是堪稱天價。所以，即便實現了托卡馬克裝置的核聚變發電，維護成本也高到讓企業虧損。

第四，造價與維護成本高昂。

托卡馬克裝置結構極為復雜，需要大量超導磁體、高精度控制設備和先進材料，造價是傳統裂變電站的 5-10 倍，后續維護成本也居高不下，即便突破技術難關，發出來的電價也會高到無人能承受，失去實際商用價值。

彭院士明確，純聚變技術還有很多關卡要過，如果過不去，那就會成為一座美麗的空中樓閣，在工程和經濟層面與商用無緣。

你看，總結了一圈下來，這些方案各有各的問題。傳統裂變有資源、廢料、安全枷鎖，釷基熔鹽堆僅為過渡，純聚變面臨技術與成本天塹。放眼未來，人類似乎陷入了能源困局。

不過，彭院士當然不會只是指出問題，他還找到了一條被人們遺忘的破局之路。

被遺忘的舊方案

在能源困局面前，彭院士提出了顛覆性思路：將聚變與裂變結合，讓兩種技術優勢互補，破解各自的致命缺陷。這一思路令全場感到意外，畢竟聚變清潔但難實現、裂變成熟但有隱患，看似兩者根本無法相互兼容。

還有人指出，把聚變堆和裂變堆結合，不就是上世紀 70 年代美國人嘗試但沒有走通的混合堆嘛。當年嘗試失敗后，這條路線已經被證明行不通，為什么又要老話重提呢？

彭院士一語道破：當年混合堆失敗，并非思路錯誤，而是選錯了心臟的原因。

上世紀美國人的混合堆，是以托卡馬克裝置作為中子源，依靠托卡馬克產生聚變中子驅動裂變包層發電的方案。但托卡馬克技術復雜、成本高昂，僅解決其自身技術難題就已耗盡精力，最終拖垮了整個項目。

美國TFTR托卡馬克裝置

彭院士的創新思路叫做Z-FFR（Z箍縮驅動聚變-裂變反應堆）。

想弄明白 Z-FFR，就必須先弄懂Z 箍縮。這是一種結構上比托卡馬克裝置簡單得多的核聚變裝置。它完全拋棄了超導磁體和高精度控制設備，原理就是通過強電流將等離子體壓縮至極致，從而產生聚變反應并釋放中子。

簡單來說，就是給一個燃料棒通上一股超級強大的電流，電流產生的高溫會把燃料棒變成等離子體，而電流產生的超級磁場，則會把等離子體壓縮到一個極小的空間內，這時候核聚變就會發生。

這一替換方案一下子解決了多個難題。

首先是，在 Z-FFR 裝置中，Z箍縮核聚變的目標不再是發電，而是為下一步要發生的核裂變反應提供中子。也就是說，裝置中的 Z 箍縮核聚變，根本不需要追求 Q 值大于 1，只需產生足夠中子即可。這就把工程門檻直接降低了百倍不止。

而且，Z-FFR 裝置的結構簡單。沒有了復雜的冷卻系統，也沒有讓人頭疼的磁約束，造價只需要托卡馬克裝置的零頭就夠了，甚至低于傳統裂變電站。

更重要的是，它的維護變得簡便了。要知道，核電站的維護，最頭痛的就是核心部件的更換，這不僅是成本問題，更是安全問題。而 Z 箍縮的核心原件是一次性的，用電流激發后就消耗掉了，就像機槍子彈一樣，一秒鐘就要更換幾十個，這就免去了最核心零部件的維護問題。

Z-FFR的核心邏輯類似于一個能量放大器：

• 第一步，通過Z箍縮實現弱聚變，目標是產生高能中子；
• 第二步，將高能中子注入周圍的裂變包層（內含鈾、釷或傳統核電站核廢料）；
• 第三步，高能中子轟擊裂變包層內的燃料，引發裂變反應釋放能量，其能量輸出約為Z箍縮聚變能量的 20 倍，從而實現高效發電。

這一方案把原來的核聚變發電，變成了核聚變產生中子，完美解決了核聚變最大的 Q 值難題。

安全問題

看到這里，我估計你肯定會問：既然核聚變產生中子，而發電的依然是核裂變，那核裂變產生的廢料污染問題不還是沒有解決嗎？

確實如此，Z-FFR的裂變包層仍燃燒鈾、釷，本質就是核裂變。但是這個裂變與傳統核電站的裂變過程并不相同。

彭院士用一個形象的比喻區分二者：傳統裂變堆就像是燃燒木柴，木柴之所以能燃燒，是因為木柴燃燒產生的熱量，能夠維持自身持續燃燒下去。當木柴燃燒結束后，會留下一大堆的灰燼。這就是廢料。廢料里并非沒有能量，而是木柴燃燒的熱量不足以支撐這些廢料繼續燃燒而已。

傳統的核裂變就是這樣，明明核廢料里還有大量的能量存在，但由于沒有足夠的中子激發鏈式反應，所以核廢料沒辦法發電，但卻能持續產生危害性很大的核輻射。

而 Z-FFR 不要求燃料自己能維持燃燒，它的做法更接近于垃圾焚燒。核聚變產生的高能中子，就是用來焚燒垃圾的能量。而垃圾一旦被點燃，就會釋放更多的能量。垃圾自己無法持續燃燒，但垃圾可以在外部燃料的加持下，釋放出比外部燃料能量高幾十倍的能量，這就是垃圾焚燒廠的運行邏輯。

傳統裂變堆產生的有害輻射是慢中子，能量低、速度慢，只能維持鈾-235的裂變，卻對镎、镅、鋦等長壽命次錒系的放射性元素無能為力。這些放射性元素就像是哪些點不著的生活垃圾，明知它還蘊藏著能量，卻只能將其作為廢料深埋處理。

而 Z 箍縮聚變產生的是能量高達 14MeV 的高能快中子，如同“超級錘子”，能強行轟擊并打碎傳統裂變堆無法處理的長壽命核廢料，通過核嬗變將其轉化為短壽命核素。這就像垃圾處理廠通過焚燒生活垃圾發電的邏輯類似了。

據彭院士介紹，傳統需深埋萬年的核廢料，經Z-FFR高能快中子的嬗變后，危害期可縮短至幾百年，且短壽命核素經簡單處理后，甚至可以安全排放[2]。

更重要的是，Z-FFR可直接以傳統核電站的核廢料為燃料，連專門開采鈾礦都不需要，實現能源生產與廢料處理同步進行。這簡直就是核工業里的垃圾處理廠。

現在，你理解兩個方案的本質差異了吧。傳統裂變堆是危險廢料制造機，發電的同時產生大量安全隱患。而Z-FFR則是危險廢料焚燒爐，不僅不產生新的長壽命核廢料，還能消解存量廢料，同步輸出電能。這正是 Z-FFR破解傳統裂變堆死穴、成為核能發展新出路的核心原因。

Z-FFR 技術的出現，徹底改變了核廢料只能被動深埋的困境，將廢物轉化為資源，把隱患轉化為優勢，這也是彭院士堅定推崇 Z-FFR，敢于否定所有舊路的核心底氣。

另外，Z-FFR 還有一個次臨界概念。

傳統的核裂變是裂變產生的中子促使裂變反應持續發生，而我們的目標是控制反應不要過快。這就導致一旦失控，反應堆就會爆炸。

而次臨界設計意味著，Z-FFR 的裂變反應必須依靠 Z 箍縮產生的高能中子維持，一旦 Z 箍縮停止工作，裂變反應會立即終止，不會發生失控和核爆炸。還拿垃圾焚燒舉例子，如果不用燃料維持，含水量高的生活垃圾是不會自己持續燃燒的。

真的能造出來嗎？

Z-FFR的原理完美、邏輯閉環，但不少人仍質疑其可行性，認為這只是停留在PPT階段的構想，距離落地可能比人造太陽更遠。

對此，彭院士用工程進度和明確時間表，給出了最有力的回應。

Z-FFR并非空想，目前已進入工程建設階段，相關裝置已開工施工，進度遠超預期。我們之前沒有聽說過它，不過是因為人造太陽、釷基熔鹽太亮眼了而已[3]。

2026 年，四川綿陽已全面開工建設50兆安Z箍縮大科學裝置，這是Z-FFR的核心部件，也是實現 Z 箍縮聚變的關鍵。50 兆安的電流強度位居全球第一，遠超現有所有 Z 箍縮裝置，足以產生滿足 Z-FFR 運行需求的高能快中子，彰顯了中國在該領域的技術領先性。

中國四川綿陽巨型激光慣性約束核聚變研究設施的衛星俯視圖

彭院士明確了 Z-FFR 的發展時間表[4]：

2030 年研制出原理樣機，全面測試系統性能、驗證技術可行性；

2035 年建成示范電站，啟動商業化試運行并向電網輸電；

后續逐步完善技術、降低成本，實現大規模商用，讓 Z-FFR 成為中國能源核心支柱。

關于產業鏈建設的疑問，彭院士也給出了明確答案：

Z-FFR 的產業鏈兼容性極強，80%的技術可復用現有成熟技術，無需從零研發，大幅降低了研發成本、縮短了建設周期。

具體而言，Z-FFR 的裂變包層可直接復用“華龍一號”的裂變技術、燃料處理技術等成熟核電技術；

Z 箍縮的驅動部分可復用國防、航天領域已廣泛應用的脈沖功率技術，技術成熟且成本低廉。只需將現有成熟技術整合優化，即可完成 Z-FFR 的建設，既節省研發時間和資金，又降低了技術風險。

這就如同組裝豪車，無需從零研發發動機、底盤等核心部件，整合現有成熟部件并調試優化，即可打造出性能卓越的產品。Z-FFR 正是對現有成熟技術的整合與創新，這也是其能快速落地、實現商用的關鍵。

所以說，Z-FFR 的落地，其實已經具備了充分條件，并非停留在 PPT 上的空中樓閣。再過十幾年，Z-FFR 示范電站將建成運行，核廢料將被無害化處理，廉價、清潔、安全的核能將走進大眾生活。

能源的降維打擊

Z-FFR 的優勢遠不止發電和處理核廢料，其對現有能源方案的碾壓是全方位的，這種降維打擊體現在經濟、安全、環保三大核心維度，使其成為人類未來的終極能源方案，也是中國核能的唯一生路。

經濟層面，Z-FFR 實現了對現有能源方案的全面碾壓。當前煤電、水電、風電、傳統核電、光伏等方案均有明顯經濟短板：

• 煤電污染嚴重、煤炭儲量遞減；
• 水電受地理限制、建設成本高；
• 風電、光伏受天氣影響大、需配套儲能設備；
• 傳統核電造價和維護成本高昂，核廢料風險是硬傷。

風能、光伏電能

而Z-FFR 的目標電價僅 0.1 元/度，低于煤電，且發電穩定、不受天氣和地理限制，無需配套儲能設備，具備極強的經濟優勢。

這一低價優勢源于其技術特性：Z-FFR 造價僅為托卡馬克的零頭，且 80% 技術復用現有成果，大幅節省研發和建設成本；燃料采用傳統核電廢料，無需開采鈾礦，燃料成本可忽略不計，維護成本也極低，最終實現電價大幅降低。一旦大規模商用，將徹底改變中國能源格局，降低企業用電成本，助力經濟發展。

彭先覺院士的驚人之語，并非否定過往，而是為人類能源未來指明一個全新的方向。他否定傳統裂變、釷基熔鹽堆和純聚變，并非這些技術無用，而是它們存在無法突破的致命缺陷，無法成為終極能源方案。

而 Z-FFR 這一被遺忘數十年的技術，經中國科學家創新優化，或將成為中國核能的唯一生路，也可能是全人類擺脫能源危機的希望。

一毛錢一度電并不是我們的終極目標。物質不會因為我們的使用而消失，物質只是在自然界循環，而驅動這個循環的力量，就是能源。只要有能源，垃圾也是原料，廢品也可以重新加工成產品，物質將會極大豐富，這才是我們努力追求能源自由的原因。

參考資料

[1]https://www.sinap.cas.cn/xwzx/cmsm/202511/t20251101_8004742.html

[2]https://www.kepuchina.cn/article/articleinfo?ar_id=208742&business_type=100

[3]http://www.yhxrc.cn/dy/article/KIJJP662051999S5.html

[4]https://www.toutiao.com/article/7596155235043672628/