2025年12月3日，新奥聚变团队对外宣布，在球形环装置“玄龙-50U”上成功构建并验证基于强化学习的等离子体位形实时智能控制系统。这一成果不仅实现了高精度等离子体位形智能控制与先进偏滤器位形，更是响应国家“人工智能+”能源战略在核聚变领域的关键实践，为我国可控核聚变技术发展注入强劲动力。
一、背景：氢硼聚变探索与玄龙装置技术积淀
新奥集团是1989年起步于河北廊坊的多元化企业，以清洁能源为核心，业务覆盖能源全产业链及文化、健康等领域。新奥聚变是其深耕未来无碳能源的核心战略板块。新奥聚变明确聚焦“球形环氢硼聚变”这一具备商业化优势的技术路线，以氢和硼为燃料，反应无中子辐射、原料储量丰富，且可实现高效直接发电，同时选定高β值、约束性能优良的球形环作为理想实现平台。为支撑该路线，团队先后建成两代关键实验装置：
2019年8月，新奥自主设计并建成国内首座中等规模球形环物理实验装置“玄龙-50”。该装置稳定运行4年,累计开展物理实验2.4万次，电流驱动达170kA，创造了ECRH无感驱动世界纪录；
- 2023年底完成升级的“玄龙-50U”，参数指标提升10倍以上，2025年先后实现百万安培等离子体电流、秒级1.2特斯拉强磁场等全球突破性成果，跻身国际先进行列。
二、核心突破：三大技术创新攻克核聚变控制难关
此次新奥聚变团队在“玄龙-50U”球形环装置上的突破，集中体现在等离子体智能控制、ICRF耦合和加热效果提升、先进偏滤器位形三大维度，形成技术闭环。
1. 等离子体位形智能控制：AI实现多参数精准调控
团队构建了基于强化学习的等离子体位形实时智能控制系统，实现从“参数控制”到“形状控制”的跨越：
- 控制能力升级：2024在“玄龙-50U”上部署并完成闭环验证，2025年上半年实现等离子体电流和水平位置精准控制，单次最长持续控制达650毫秒；近期在部分特定放电实验中，初步实现对等离子体形状参数（Rmax、拉长比）的控制。
- 精度优势显著：典型智能控制实验中，等离子体电流控制偏差小于10kA，等离子体水平位置（R）的控制偏差小于2cm。
- 仿真环境构建：研发团队构建了从时序数据驱动模型—刚性状态空间模型—高保真平衡演化模拟器的多层级仿真环境，为强化学习算法提供了多样逼真的演练场，可实现最快分钟级策略训练和离线交叉验证。该系统快速部署上线并与“玄龙-50U”实验控制系统交接控制策略实现实验接管。
2. ICRF耦合与加热效果提升：为氢硼聚变铺路
等离子体加热是实现核聚变反应的另一核心难题，而精准的位形控制是提升加热效率的关键前提。新奥聚变联合南开大学研发的实时位形反演程序PT-EFIT，成为提升加热效率的关键支撑：
- 亚毫秒级“导航”：PT-EFIT可在亚毫秒级别完成反演计算，精准识别等离子体位置与边界形状，为位形实时控制提供至关重要的观测信息。
- 加热效率突破：依托等离子体最外闭合磁面位置的精确控制为离子回旋共振加热提供了稳定的位形保障，通过调控位形可有效增加离子回旋波的耦合效率，观测到对离子温度的加热效果。
- 技术延伸价值：为后续通过离子回旋-中性束协同加热实现高能粒子增益、降低氢硼聚变点火的温度阈值、开展氢硼聚变反应的实验验证奠定重要基础。
3. 先进偏滤器位形：破解球形环热负荷难题
氢硼聚变反应需要极高离子温度，球形环装置因大半径小、结构紧凑而面临极大的热负荷控制挑战。为有效控制热负荷并抑制杂质，团队开发XPT偏滤器位形：
拓扑结构创新：在靶板附近引入次级磁零点，构建类似“都江堰分流系统”的双零点磁拓扑，实现磁通极大展宽。
团队将XPT位形定为下代装置“和龙-2”标准运行位形。
核心性能优势：可在较低上游分界面密度下
实现“脱靶运行”
，显著降低靶板热流与电子温度、抑制物理溅射，同时屏蔽杂质反流，减少对主等离子体污染。
未来优化方向：“玄龙-50U”实验中，团队利用SE设计平台优化了放电波形，成功实现并维持了稳定的次级X点，清晰
观测到Super-X及XPT位形的演化
。这一结果验证了SE平台在先进位形放电波形设计上的可靠性。XPT位形的次级X点位置对偏滤器线圈电流的变化高度敏感。基于此，
未来工作将结合鱼尾偏滤器概念
，通过周期性调制偏滤器线圈电流，实现打击点的周期性扫掠。这种“XPT拓扑+动态扫掠”协同机制，有望为球形环的高温稳态运行提供更优的热负荷管理方案。
三、意义：技术自主化与战略响应的双重价值
“玄龙-50U”的突破不仅是单一装置的技术升级，更具备行业与国家层面的双重战略意义：
1. 响应国家“人工智能+能源”战略
作为国家
《关于推进“人工智能+”能源高质量发展的实施意见》
发布后，核聚变领域的关键实践成果，直接落地“等离子体智能调控”要求，成为国家战略在前沿科技领域的快速响应案例，为行业提供技术示范。
2. 构建完全自主可控技术栈
从强化学习控制系统、多层级仿真环境，到PT-EFIT反演程序、SE设计平台，
构建完全自主可控的技术栈
，摆脱对特定商业软件的依赖，保障我国核聚变技术发展的独立性与安全性，降低后续迭代成本与外部技术风险。
3. 推动可控核聚变产业化进程
验证了人工智能在真实聚变装置中的可行性与有效性，打通“算法研发—仿真测试—实验验证”的技术链路，为更大规模聚变装置（如下一代“和龙-2”）的研发积累关键经验，加速可控核聚变从“实验验证”向“商业化应用”的迈进。
参考链接：
- https://mp.weixin.qq.com/s/05vXnvwMJfVWatjBAbvkfA
- http://ennresearch.com/uploads/pdf1/5.pdf
- https://ennresearch.com/researchfield/Compactfusion/syzz/