2025年12月17日，新奥聚变官方宣布，其中性束加热（Neutral Beam Injection, NBI）技术研发团队在两套正离子源中性束系统上实现关键突破，离子源总功率达到5MW，注入功率达到2.5MW，均达到设计目标。这一突破显著提升了“玄龙-50U”装置的加热与电流驱动能力，为下一代高能量、大功率束线系统的设计与开发奠定基础，向着氢硼聚变反应与增益验证迈出坚实一步。
中性束加热（NBI）
是磁约束聚变中实现等离子体加热和电流驱动的关键技术。其原理是先将离子加速至高能，再经中性化形成高速中性原子束注入等离子体。由于中性粒子不受磁场偏转，可深入等离子体核心，通过碰撞高效传递能量，显著提升离子温度与等离子体约束性能。
一、背景：氢硼聚变的技术挑战与加热需求
新奥集团自2017年起即将
聚变能源
确立为核心战略方向，并选择
球形环氢硼聚变
作为主要技术路线。与主流氘氚聚变相比，氢硼聚变具有
燃料丰富
、无中子辐射、
可直接发电
等优势，
理论发电效率超90%
，被视为更具商业化潜力的聚变方案。然而，氢硼聚变需实现约
30亿摄氏度
的极端温度，是氘氚聚变的约30倍，技术挑战极大。为此，新奥设计了
阶梯式加热方案：
先通过变压器原理加热至数百万度，
再经微波加热提升至千万至亿度量级，
最后通过
中性束加热
将离子加速至数十亿甚至上百亿摄氏度，从而达成聚变点火条件。
新奥首套中性束系统于2023年建成，但初期注入功率长期徘徊在
0.4MW
水平，
成为制约实验进展的关键瓶颈
。研发团队历时两年，在
离子源物理、束线工程设计与集成、束线调试
等领域持续攻关，最终实现系统性突破。
二、突破细节：体系化能力建设的“三级跳”
本次突破是新奥研发团队在
自主研发、迭代优化、前瞻布局
三个阶段体系化建设的成果，体现出清晰的技术发展路径。
第一套系统：深度优化，实现单源功率领先
2025年，团队对
首套系统
的离子源及辅助电源进行革命性优化，成功将
单台离子源输出功率
提升至可重复的
1.84MW（46kV/40A）
，
束线注入功率
同步跃升至
1.5MW
，使系统综合性能跻身国内领先行列，验证了技术路线的正确性。
第二套系统：模块化创新，实现研发效率倍增
在优化首套系统的同时，团队并行启动
第二套系统（
设计参数
25keV/1MW）
研制，从立项到完成注入仅用一年，实现
全流程自主研发
，通过针对性优化与模块化设计，不仅大幅提升了系统集成安装的效率，更使整体结构进一步规范，系统参数与稳定性显著提升。
第三套系统：前瞻布局，瞄准更高能量阶梯
基于前两套系统经验，团队已启动
第三代中性束系统
（设计参数
80keV/4MW
）研制，
预计2026年建成
。届时，中性束总注入功率将达
6.5MW
，为挑战更高参数的等离子体实验奠定基础。
智能协同：与AI控制系统融合，提升整体效能
此次突破与团队此前研发的
基于强化学习的等离子体位形实时智能控制系统
形成深度协同。该系统可实现亚毫秒级精度的等离子体控制，为中性束注入提供稳定位形，形成“智能控制+精准加热”的技术闭环，提升能量注入效率与实验成功率。
三、突破意义：从技术突破迈向商业验证的关键一步
推动氢硼聚变路线走向可行
氢硼聚变需将等离子体加热30亿摄氏度，中性束加热是实现最终温度跃升的关键。此次将注入功率从0.4MW提升至2.5MW，为在“玄龙-50U”上开展氢硼聚变反应实验提供了必需的加热能力，直接支撑该技术路线的工程可行性验证。
为下一代装置“和龙-2”奠定工程基础
本次研发中采用的模块化设计使第二套系统建设周期缩短至一年，所积累的全流程经验将直接应用于
计划2027年建成的“和龙-2”装置
。其单离子源1.84MW的功率参数与系统集成方案，为“和龙-2”实现
5亿摄氏度离子温度
目标提供了关键技术依据。
融入国家聚变战略布局
新奥作为
可控核聚变
创新联合体成员单位
，此次技术突破是对国家“十五五”规划中将核聚变列为未来产业重点的具体落实。其“国家队+民营企业”协同创新模式，为我国在全球聚变竞赛中探索多元化技术路线提供了重要支撑。正如新奥能源研究院院长刘敏胜所言：“聚变是人类的未来，也是前无古人的复杂系统科学与工程，需要我们以前所未有的力度去合作，以前所未有的勇气去创新突破。”中性束加热技术的突破，正是这种创新精神的最新体现。
参考链接：
- https://mp.weixin.qq.com/s/05vXnvwMJfVWatjBAbvkfA
- http://ennresearch.com/uploads/pdf1/5.pdf
- https://ennresearch.com/researchfield/Compactfusion/syzz/