AI賦能核聚變價值初顯新奧氫硼聚變的智能突圍結語

人工智能（AI）的浪潮正以前所未有的速度席卷全球，深刻地改變著各行各業。從醫療領域的精準診斷到金融領域的智能分析，從智能交通的高效調度到工業制造的智能化升級，AI 憑借其強大的學習和決策能力，驅動著新一輪的科技革命。

在能源領域，核聚變作為人類追求的 “終極能源”，也因人工智能的融入而迎來新的發展機遇。

近日，由中國核學會指導、中國核學會核聚變與等離子體物理分會主辦、新奧集團承辦的第四屆“受控核聚變與人工智能技術學術會議”在河北廊坊召開，核聚變與人工智能領域的專家學者，共同探討人工智能技術如何加速可控核聚變從實驗室走向商業化。

本次會議不僅是對人工智能在核聚變領域應用的一次全面梳理，更是對未來能源發展趨勢的一次深刻洞察。

可控核聚變，作為一種有望徹底解決人類能源問題的顛覆性技術，近年來受到了全球范圍內的廣泛關注。然而，核聚變反應過程的復雜性，給其研究和商業化應用帶來了巨大的挑戰。人工智能的出現，為解決這些難題提供了新的思路和方法。

人工智能強大的數據處理和分析能力，可以從海量的實驗數據中挖掘出隱藏的規律和特征，為核聚變研究提供新的視角和方法。哈爾濱工業大學物理學院教授王曉鋼指出，聚變領域是人工智能應用的理想場景之一，聚變研究積累了大量數據，為人工智能的應用提供了堅實的基礎。

多位與會專家樂觀認為，在人工智能的支撐下，實現聚變能發電的時間可能會比原計劃的2050年更早，在2035年左右能夠看到商業應用的曙光。4月16日，新奧的球形環氫硼聚變裝置“玄龍-50U”取得重大技術突破，在國際上首次實現氫硼聚變等離子體100萬安培放電，成為聚變商業化進程的重要里程碑。

核工業西南物理研究院聚變科學所黨委書記李永革表示，中國環流三號實現了雙億度等離子體放電，中科院等離子體所的 EAST實現了億度千秒等離子體運行，新奧集團的玄龍-50U裝置實現了國際首次氫硼等離子體百萬安培放電，這些成果極大地鼓舞了相關的研究人員。

近一年，人工智能在聚變研究中頗有進展。2024 年，美國普林斯頓等離子體物理實驗室（PPPL）開發出一種 AI 模型，能夠提前 300 毫秒預測等離子體的不穩定性；美國橡樹嶺國家實驗室（ORNL）成功構建了一個用于發現核聚變設施新型合金的人工智能模型；今年，日本量子科學技術研究開發機構（QST）與日本電信電話株式會社（NTT）共同開發出全球首個利用 AI 預測等離子體約束磁場的技術……這些成果不斷在證明了 AI 在核聚變領域的巨大價值。

對于國內外的研究進展，新奧能源研究院聚變人工智能科學家趙寒月表示，大模型在聚變領域的應用是未來的發展方向，目前聚變領域的人工智能應用主要以小模型解決點狀問題為主，他認為，未來人工智能將重塑聚變數據，并探索新的智能框架和范式，以實現人工智能在聚變領域的更廣泛應用。

王曉鋼教授則表達了兩大前沿技術在中國開展交叉研究的自信：中國在核聚變領域的研究已處于世界領先地位，通過參與ITER計劃，中國在聚變人才、技術和產業鏈方面都打下了深厚的基礎；尤其是中國擁有世界上最完整的聚變產業鏈，積累了60多年的數據，這正是中國開展聚變與人工智能交叉學科的得天獨厚的優勢。

新奧集團作為中國最早開展商用聚變能源開發的民營企業，2017年開始投入可控聚變商業研發；2019年8月，新奧自主設計建造的我國首座中等規模球形托卡馬克聚變實驗裝置“玄龍-50”落地，并成功實現等離子體放電；在測試過所有的聚變路線后，2022年新奧最終選擇了無中子、燃料易得、低成本的球形環氫硼聚變技術路線，但難度極大，更需要人工智能能力的加持，新奧已將人工智能應用在研究的每一個環節。趙寒月博士表示，他們并非僅僅將AI視為一個輔助工具，而是將其內化為解決聚變核心問題的關鍵邏輯。

智能控制便是最直接的例證。長期以來，如何精確控制聚變反應中復雜多變的等離子體，一直是困擾科學家的核心難題。傳統方法在應對多維度、多變量的耦合控制時往往顯得捉襟見肘，但在 AI 面前，這一挑戰似乎找到了突破的曙光。

新奧團隊依托自主開發的智能控制算法，實現了對等離子體電流、溫度、密度等關鍵參數的精準調控，使得裝置運行的穩定性得到了顯著提升。

在研究過程中，新奧還提出了 “聚變智能體” 的構想，這并非一個簡單的 AI 模型，而是一個基于大型模型和小型模型協同工作的智能系統，其目標是理解并解決聚變領域中那些極其復雜的實際問題。從聚變裝置的平衡設計到最佳加熱方案的制定，這些任務往往需要跨越多個學科的專業知識和高度的系統集成，過去需要頂尖人才多年的經驗積累和團隊之間的高效協作。而新奧希望借助 AI，特別是大型模型強大的知識整合能力和小型模型精準的工具調用能力，構建一個能夠自主學習、自主決策的 “聚變專家”，這無疑預示著未來聚變研究范式的深刻變革。

除了核心科學問題的攻克，新奧還將 AI 的觸角延伸至現有聚變技術的各個子領域，去年新奧聚變在中性束調優和破裂預測方面取得的進展，以及今年在提升診斷數據處理效率上所做的持續努力，都清晰地展現了 AI 在顯著提升聚變研究效率方面的巨大潛力。

新奧能源研究院院長劉敏勝表示，新奧在其“玄龍-50U”裝置上，利用人工智能技術實現了對等離子位形的控制，并開發了裝置的數字孿生系統，大大提高了多物理場耦合仿真的速度。

為了更深入地探索人工智能在核聚變行業的融合應用，新奧大力引進人工智能與高溫超導技術領域的專業人才團隊；與北京大學、南開大學等國內高校合作開發針對特定需求的分析模型和模擬程序；邀請國內外知名專家加入其研發團隊，共同參與新奧實驗平臺的協同研發工作。

新奧還在密切關注大型模型技術的前沿發展，積極探索其在核聚變行業落地的可行性，并不斷完善數據整理與模型訓練工作，為人工智能在核聚變領域的深度應用奠定堅實的基礎。

隨著人工智能技術的不斷深入融合與賦能，AI 將進一步滲透核聚變研發的每一個環節 —— 從等離子體行為的精細模擬、新型材料的高效篩選，到復雜工程項目的智能管理。

可以預見，隨著算力成本的持續下降和算法的快速迭代，AI 驅動的自動化實驗室或將成為常態，不斷壓縮技術突破的時間窗口。這一變革性的趨勢不僅為全球能源轉型注入了強勁的新動能，也為 AI 算力需求的長期可持續性發展鋪平了道路。

在 AI 的強力驅動下，核聚變領域長期以來被認為難以逾越的 “50 年落地” 的魔咒，將有望被打破，人類駕馭終極能源的夢想，正加速走向現實。