2025年11月13日，核工业西南物理研究院所长王晓宇在深圳核博会核聚变论坛发表《聚变中间技术与产业化应用》主旨报告。
报告介绍了核工业西南物理研究院在核聚变技术路线、托卡马克装置建设（重点为环流三号）及参与ITER计划方面的进展，并给出面向2030/2045/本世纪中叶的聚变工程与商业化路径设想。随后重点阐述聚变“中间技术”的产业化落地，包括等离子体表面工程、离子源与镀膜、芯片封装/柔性电路、氢能电解电极、等离子体高温处理废物及重整制氢等，并说明通过基金、集团协同、地方政府与企业合作推进成果转化。整体强调以聚变科研能力反哺先进制造与能源环保产业，构建从技术到资本的协同机制。
关键点：
1. 开场与报告框架：聚变中间技术与产业化成果介绍（00:00）
介绍报告人背景与研究院情况概述；说明本次报告不展开聚变基础原理，重点分享核工业西南物理研究院在“聚变中间技术”及其产业化应用的成果，并将涉及产业化过程中的产学研（含资本）融合机制。
2. 研究院定位与托卡马克发展：从多路线探索到聚焦环流系列（01:03）
研究院1965年建立，长期作为我国最早从事核聚变能源开发的专业院所之一，并作为我国参与ITER计划的核心支撑单位。历史上建设二十多台聚变研究装置，探索过多种技术路线后最终聚焦托卡马克，形成环流一号、二号、三号等平台，支撑我国从原理探索走向大装置实验。
3. 环流三号进展与目标：关键参数突破与面向刀-氚实验升级（02:16）
环流三号是我国最大的托卡马克实验装置之一，体现先进托卡马克设计制造与运行能力的提升。装置建成后取得多项进展（如更高等离子体电流、先进运行模式、离子与电子温度进入“双亿度”等），并在持续升级改造，瞄准2027年开展国内首次刀-氚相关实验，当前进行燃料循环、屏蔽防护与加热系统等改造，计划后续重新启动运行。
4. ITER支撑与研发平台：关键部件研制、工程支持与人才平台建设（03:52）
研究院承担ITER关键部件研制、合同执行与重大安装工程技术支持，并派驻人员参与现场工作；通过对ITER的消化吸收带动国内聚变能力提升。同时建设多层级研发平台（国际协作中心、国家创新基地、省部级科研中心、企业联合实验室等），并取得多项国家与省部级科技成果，为后续产业化奠定基础。
5. 组织与布局规划：两地多区联动与关键方向（高温超导、数字化、关键材料设备）（05:10）
介绍中国聚变能源有限公司成立及对研究院的管理关系；提出上海与成都等多地协同的总体布局：在上海侧重总体设计、高温超导与数字化聚变堆，并打造中间技术产业化与投融资平台；成都白家侧重大科学装置与2027年刀-氚、2030年相关目标；成都永兴布局聚变关键设备与材料研发及中间技术开发，带动产业发展。
6. 面向工业化/商业化路线：全产业链能力与经济性挑战（06:19）
提出在本世纪中叶实现聚变能工业化、产业化、商业化与市场化：从实验室走向具备批量制造能力的工业体系；建立覆盖设计、研发、制造、运行全周期的供应链；解决聚变堆经济性与投资回报问题；并通过国际竞争提升市场化能力。技术路线包括从燃烧实验（ITER）到实验堆、示范堆，并提出基于聚变中子源/先导实验堆解决材料与氚循环等工程与安全问题，目标2045年前后实现示范堆建造并为商业堆奠基。
7. 聚变中间技术产业化总体方向：表面工程、热等离子体与工程配套（07:54）
归纳研究院沉淀的可转化技术：等离子体表面工程（特殊材料表面处理以获得特定性能）、热等离子体技术（利用高温特性进行废物处理与重整等）、以及聚变装置工程技术（面向聚变领域的配套服务与工程能力输出）。
8. 核心能力之一：自主高性能离子源与镀膜/刻蚀/注入应用（08:50）
自主研发全系列多用途高性能离子源：低能气体源用于表面清洗与精细刻蚀/深刻蚀；高能离子源用于材料表面注入与改性；沉积源用于离子镀膜。该技术体系支撑先进制造领域的表面处理、功能涂层与材料改性需求。
9. 先进装备与军工应用：雷达罩镀层、钛合金部件耐磨与寿命提升（09:41）
在先进装备中应用离子源/涂层技术：为战斗机非金属雷达罩开发金属镀层方案以降低电磁泄漏并提升性能；为军工钛合金排气部件等解决咬死与耐磨问题，通过涂层降低磨损、促进轻量化，并扩展至飞机、坦克、舰船等多类部件，实现性能提升与寿命延长。
10. 工业母机与刀具涂层产业化：小幅增成本换取5-10倍寿命（10:56）
面向工业母机的精度与寿命需求，聚焦加工刀具表面涂层：成本增加约20%，寿命可提升5到10倍，从而显著降低加工综合成本。已成立产业化公司并在深圳建立涂层服务中心，规划在全国布局服务网络；刀具涂层产品已开发8款以上，并对标达到国际一流水平。
11. 电子信息拓展：3D芯片玻璃基板通孔金属化与柔性电路基板（11:56）
在芯片封装领域，针对3D堆叠中玻璃隔层的微米级通孔进行金属铜填充，实现上下信号连通；技术小试完成并进入中试，获得企业注资推进工艺项目，国内处于领先水平。另在柔性电路基板领域，开发金属涂层与刻蚀工艺，面向柔性穿戴与柔性屏配套电路，兼顾成本控制、导电与高频传输性能，正与企业对接应用。
12. 氢能电解电极降本：以非贵金属电极替代贵金属方案（14:20）
面向电解制氢电解槽催化电极的高成本痛点，将贵金属电极替换为非贵金属电极，形成微观网状结构，催化性能接近贵金属但成本从单片约3万元降至千元以内（可到五六百元）。目标瞄准下一代阴离子交换膜（AEM）电解槽方向，同时先在碱性电解槽领域推广并开展测试，推进中试。
13. 配套高端装备与工艺体系：从技术开发到设备成套（15:30）
由于以技术研发为主，为产业化工艺配套开发多类高端装备与成套系统，包括注入、刻蚀、镀膜等装备，形成“工艺—设备—应用”联动，提升技术落地的工程化与可复制性。
14. 热等离子体废物处理：高温可控、减容显著并开展核电示范（15:56）
利用热等离子体约5000至2万度的高温与高能量密度，可在氧化/还原等可调氛围下处理固液气多类废物，且仅用电、尾气排放小。已在小试中对树脂废物、石棉废物、电子垃圾等实现彻底烧尽，减容比大于50%；最初瞄准核电与军用放射性废物处理。已建成工程样机，完成核电厂模拟废物长周期验证，处理量超30吨，并在海南核电开展示范应用立项与设备交付，后续安装调试；同时与中船等探索船舶生活/工业垃圾处理，并开发移动式装置用于医疗废物与少量放射性废物分布式处置。
15. 等离子体重整与碳治理：甲烷制氢与二氧化碳处理新思路（18:09）
利用等离子体高温活性与催化协同，通过裂解、重整与联产等方式，为甲烷制氢及二氧化碳治理提供新技术路径。相关原理与小试已完成，正与企业对接推进产业化，迈向中试与规模化阶段。
16. 高温超导与智能诊断：材料应用、磁体工艺与高性能检测仪器（18:51）
在高温超导方向侧重“材料应用与工程实现”，开展绕线、磁体形成及二代高温超导线缆绕制等工艺与测试平台建设，并探索在聚变以外场景（如轨道交通等）的产业化应用。基于等离子体诊断技术积累，发展激光与高分辨率光谱分析相关的高性能检测仪器，正在与企业开展技术授权/转让并实现多领域应用。
17. 面向国内聚变产业服务：装置设计、系统交付、强流电源与控制软件（20:11）
将聚变领域形成的设计、材料、关键部件、控制软件等能力输出服务国内聚变产业：参与“星火一号”等装置的总体与工艺设计；为高校仿星器装置提供辅助系统研制与现场调试支持；在中性束等关键系统方面具备高功率能力并为多家单位提供电源与设备，并参与ITER相关电源投标工作。自主研发大型装置控制系统，集成安全、运行、控制、数据与人工智能等功能，已在国内多类实验装置应用。
18. 产业化协同机制：基金资本、集团协同、转化平台与地方合作（23:17）
产业化过程中对接产业化基金与投资机构，实现技术创新、商业模式与金融资本融合；依托集团内转化与投资平台推进成果落地；与集团内部单位协同整合，并对接国家与区域转化中心（如西部、长三角），同时与地方政府部门及地方企业开展合作，推动聚变技术在国内产业发展中的应用与共同进步。
时间线：
00:00 - 嘉宾介绍与开场，说明报告将聚焦聚变中间技术及产业化应用。
01:03 - 研究院历史与技术路线演进：多路线探索后聚焦托卡马克，建设环流系列装置。
02:16 - 环流三号关键进展、荣誉与升级改造计划，面向2027年刀-氚相关实验目标。
03:52 - ITER计划支撑工作与研发平台体系建设，强调消化吸收带动国内聚变发展。
05:10 - 组织与区域布局规划：上海/成都多点协同，布局高温超导、数字化与关键材料设备研发。
06:19 - 聚变工业化—产业化—商业化—市场化路径与时间表设想，突出经济性与供应链体系。
07:54 - 聚变中间技术产业化方向总览：表面工程、热等离子体技术、聚变工程配套服务。
08:50 - 离子源与表面工程能力展开：低能清洗刻蚀、高能注入改性、沉积镀膜等应用。
09:41 - 先进装备与军工场景的涂层应用案例：雷达罩镀层、钛合金部件耐磨与寿命提升。
10:56 - 工业母机与刀具涂层产业化推进：服务中心布局与产品对标国际水平。
11:56 - 电子信息领域拓展：3D芯片玻璃基板通孔金属化与柔性电路基板工艺对接应用。
14:20 - 氢能电解电极技术：非贵金属替代降本，中试与推广路径（AEM/碱性电解槽）。
15:56 - 热等离子体废物处理工程化：核电示范、船舶垃圾与移动式医疗/放射性废物处置。
18:09 - 等离子体重整制氢与二氧化碳治理方向：小试完成，推进产业化对接。
18:51 - 高温超导应用与智能诊断仪器：工艺平台建设、跨领域应用与技术转化。
20:11 - 为国内聚变产业提供系统级服务：装置设计、关键电源与控制系统软件输出。
23:17 - 产业化协同与转化机制：基金资本融合、集团协同、转化中心与地方政府/企业合作收束。
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核工业西南物理研究院加速聚变中间技术产业化应用
核工业西南物理研究院近日系统介绍了其在聚变装置建设、聚变中间技术研发及产业化应用方面的最新进展。该院成立于1965年，隶属于中核集团，是我国较早专门从事核聚变能源开发的专业科研院所之一，也是我国参与国际热核聚变实验堆计划（ITER）的核心单位之一，承担了关键部件研制、现金合同执行、安装工程技术支持等任务，并派员参与现场工作。
在聚变技术路线探索方面，研究院早期曾开展磁镜等多种路线研究，随后逐步聚焦托卡马克方向，并依托“环流”系列装置形成了支撑我国聚变研究从原理验证到大型装置实验的重要平台。其中，环流三号（HL-3）是国内大型托卡马克实验装置之一，标志着我国在先进托卡马克设计、制造和运行技术方面的能力提升。近年来，该装置实现了兆安级等离子体电流、高约束模式等多项突破，并取得离子温度和电子温度“双一亿度”等关键进展。
围绕后续科研目标，环流三号正在推进面向2027年“氘氚实验”的升级改造，涉及燃料循环、屏蔽防护、加热系统等关键环节。研究院同时构建了多层次研发平台体系，包括国际能源署聚变能源研究与培训协作中心平台、国家级创新基地、省部级科研中心以及企业联合研究实验室等，为聚变工程化和产业化提供支撑。
在区域布局上，相关工作在中国聚变能源有限公司体系下推进，并形成了上海、成都白家、成都永兴等不同功能定位。上海侧重总体设计、高温超导和数字化能力建设；成都白家重点围绕大科学装置与关键实验目标；成都永兴则聚焦聚变堆关键设备、材料和中间技术研发，并带动产业化落地。研究院提出，聚变发展需要经历工业化、产业化、商业化和市场化等阶段，未来将通过燃烧实验、实验堆、示范堆等路径解决等离子体燃烧物理问题，同时依托聚变中子源和先导实验堆路线攻关材料、氚增殖及安全等工程问题，目标是在2045年前后推动示范堆建设，为本世纪中叶商业化奠定基础。
聚变中间技术的产业化应用是此次介绍的重点之一。研究院依托等离子体与表面工程能力，自主研发了多用途高性能离子源，覆盖低能气体源、高能离子源以及成膜和沉积相关离子源等方向。在先进装备和国防工业领域，其涂层技术已应用于战斗机雷达罩非金属基体金属镀层，可替代传统易脱落金属网方案，降低电磁泄漏并提升装备性能；同时还可用于军工部件耐磨、防咬死涂层，面向钛合金等材料工况提升寿命，支撑装备轻量化。
在工业母机和刀具涂层领域，研究院通过表面涂层技术显著提升刀具使用寿命，在成本小幅增加的情况下实现数倍寿命提升，从而降低综合加工成本。目前，相关产业化公司已成立，并在深圳布局涂层服务中心，后续计划向全国拓展服务网络，形成多款对标国际先进水平的产品型号。半导体先进封装和柔性电子也是其重点方向之一，包括3D芯片堆叠玻璃基板通孔金属化、微米级孔内铜填充、柔性电路基板金属涂层与图形加工等，相关工艺已进入中试推进阶段，并受到产业资金关注。
在新能源领域，研究院围绕氢能电解制氢关键电极开展攻关，研发非贵金属催化电极，用以替代高成本贵金属电极，在保持接近性能的同时显著降低成本。该技术面向下一代阴离子交换膜（AEM）电解槽方向，也正在向碱性电解槽应用场景推广，并推进测试和中试。与此同时，等离子体高温处置技术已在放射性废物和危废处理方面形成工程样机，利用约5000至20000摄氏度的高温等离子体，实现固体、液体、气体废物处理，可用于树脂废物、石棉废物、电子垃圾等高减容处置，减容比可超过50%。
目前，该等离子体废物处置技术已完成核电厂模拟废物长时间验证，累计处理模拟废物超过30吨。海南核电示范应用项目已立项，关键设备已交付，后续将在土建完成后开展安装调试。研究院还与中船等单位探索船舶生活垃圾、工业垃圾处理场景，并开发移动式装置，用于医疗废物及小批量放射性废物的分布式处置。此外，等离子体重整技术也在甲烷制氢和二氧化碳治理方面推进，相关原理和小试工作已完成，正进入产业对接和中试准备阶段。
除上述方向外，研究院还在高温超导、智能控制和高端诊断仪器等方面推进能力建设。高温超导重点聚焦材料应用和工程化，包括线缆绕制、磁体成型、工艺与测试平台建设，并探索超导输电、轨道交通等聚变之外的应用场景。智能控制与高端仪器则源自等离子体诊断能力，涵盖激光、光谱分析等技术，相关成果正通过授权、转让等方式推动跨行业应用。研究院还为国内聚变装置提供总体设计、工程设计、辅助系统研制、现场调试、电源、诊断、加工和控制软件平台等系统能力，并参与ITER相关项目投标与工程服务。
在成果转化机制方面，研究院正通过资本、基金、集团内部平台、地方政府和企业合作等方式推动技术落地。一方面，对接产业化基金和投资机构，促进技术创新、商业模式和金融资本融合；另一方面，依托中核集团内部投资与转化平台，与相关产业单位协同推进项目实施。同时，研究院还与西部、长三角等国家和区域转化中心，以及四川省、成都市和区级部门开展合作，通过地方企业联合推进技术导入、试验验证、中试放大和产业化应用，持续拓展聚变中间技术服务国家重大需求和产业升级的空间。
