Wyścig po fuzję jądrową: Chiny wysuwają się na prowadzenie!

Dźwigi w Hefei i tajne hale laserowe: nowy front w wyścigu energetycznym

W grudniu 2025 roku na zadrzewionym kampusie badawczym we wschodnich Chinach ekipy budowlane pracują w bladym zimowym świetle, aby zamknąć pierścienie ogromnej maszyny w kształcie pączka, podczas gdy wielkie dźwigi stoją na straży betonowych fundamentów. Na południowym zachodzie kraju analitycy badający zdjęcia satelitarne zidentyfikowali halę w kształcie litery X, której skala i geometria wskazują na nową placówkę laserową o dużej mocy. Te bliźniacze projekty — tokamak o nazwie BEST oraz ośrodek zapłonu laserowego powiązany z programem Shenguang — są najbardziej widocznymi oznakami zintensyfikowanej chińskiej kampanii mającej na celu urzeczywistnienie energii z fuzji jądrowej.

Dwie technologie, jedna ambicja

Badania nad fuzją dzielą się na odrębne ścieżki techniczne. Tokamaki wykorzystują pola magnetyczne do uwięzienia gorącej plazmy w torusie, polegając na gigantycznych magnesach, które utrzymują izotopy wodoru razem wystarczająco długo, aby doszło do fuzji. Fuzja z inercyjnym uwięzieniem, realizowana za pomocą laserów o wysokiej energii, wtłacza energię do maleńkich pastylek paliwa, aż ulegną one implozji i na krótko osiągną warunki fuzji. Chiny rozwijają obie te ścieżki równolegle — dorównując Stanom Zjednoczonym i innym narodom w przełomach laboratoryjnych, jednocześnie przyspieszając budowę i inwestycje na skalę krajową.

W Stanach Zjednoczonych strategia przechyliła się w stronę innowacji prywatnych. Grupa startupów przyciągnęła kapitał venture capital i dotacje publiczne, aby przekształcić sukcesy laboratoryjne w prototypowe reaktory; Commonwealth Fusion Systems jest wśród tych, które dążą do stworzenia urządzenia zdolnego do wytworzenia większej ilości energii niż wymagana do jego uruchomienia do końca lat 20. XXI wieku. W Chinach rytm jest inny: krajowe instytuty badawcze i firmy państwowe kierują ogromne sumy i moce przemysłowe do obiektów, które kontrolują bezpośrednio. To podejście kierowane przez państwo zapewnia szybkość i skalę, zmieniając globalny harmonogram rozwoju fuzji.

Co buduje Pekin

Instytut Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauk kończy budowę BEST, tokamaka zaprojektowanego do jednoczesnego przetestowania kilku krytycznych elementów inżynieryjnych. W pobliżu przygotowywany jest kompleks o powierzchni 100 akrów do testowania komponentów, które muszą przetrwać ekstremalne warunki panujące wewnątrz pracującego reaktora: ogromne ciepło, intensywny strumień neutronów i naprężenia mechaniczne wynikające z powtarzalnej pracy. Urzędnicy z instytutu określili fuzję jako strategiczny priorytet naukowy w następnym planie pięcioletnim, a budowa postępuje w tempie, które zaskoczyło wielu zachodnich badaczy.

Równolegle do programu tokamaka, Chińska Akademia Fizyki Inżynieryjnej — organizacja o historycznych powiązaniach z nadzorem nad bronią jądrową — przyspieszyła ścieżkę laserową. Raporty i zgłoszenia patentowe wskazują na Shenguang IV i powiązane obiekty w Mianyang i Chengdu. Prace te czerpią bezpośrednio z naukowych lekcji amerykańskich eksperymentów z inercyjnym uwięzieniem, ale postępują z pilnością i w tajemnicy, co jest podyktowane zarówno względami obronnymi, jak i chęcią opanowania potencjalnie transformacyjnej technologii energetycznej.

Miejsce dla przemysłu prywatnego

Prywatne firmy w Stanach Zjednoczonych i innych krajach stawiają na zwinność: nowe projekty magnesów, nowatorskie koncepcje uwięzienia i inżynierię modułową, aby szybko dotrzeć do etapu elektrowni pilotażowej. Jedną z bardzo widocznych innowacji jest klasa potężnych, kompaktowych magnesów, które stały się możliwe dzięki nowszym materiałom nadprzewodzącym; badacze zarówno w Massachusetts, jak i w Szanghaju donosili w ubiegłym roku o podobnych kamieniach milowych w inżynierii tych magnesów. Aby model amerykański odniósł sukces, musi jednak pokonać dwie bariery: trwałe finansowanie w długich cyklach rozwojowych oraz bazę przemysłową zdolną do budowy elektrowni na dużą skalę.

Przeszkody techniczne i przemysłowe pozostają

Nawet jeśli laboratoria wykażą zysk energii netto w krótkich okresach, przejście od milowego kroku eksperymentalnego do niezawodnej, ekonomicznej elektrowni jest oddzielnym problemem. Systemy fuzyjne muszą radzić sobie z pracą ciągłą lub o wysokim cyklu roboczym: podawaniem paliwa, odprowadzaniem ciepła, powielaniem trytu, ochroną materiałów konstrukcyjnych przed energetycznymi neutronami, a wszystko to przy rozsądnych kosztach i łatwości konserwacji. Są to w dużej mierze problemy inżynieryjne — duże, kosztowne i często prozaiczne — gdzie doświadczenie konstrukcyjne, łańcuchy dostaw i inżynieria materiałowa liczą się tak samo jak fizyka.

Ugruntowane atuty Chin w inżynierii na wielką skalę i szybkim budownictwie dają im przewagę w tych obszarach. Stało się to ewidentne, gdy szanghajski startup opublikował projekt magnesu o możliwościach zbliżonych do tego wyprodukowanego przez amerykańską firmę, niespełna rok po tym, jak zespół z USA opublikował swoje wyniki. Szybka mobilizacja łańcuchów dostaw i kompetencji produkcyjnych wykazała zdolność do szybkiego przekładania koncepcji laboratoryjnych na sprzęt; to, czy ten sprzęt będzie działał niezawodnie jako część komercyjnej elektrowni, pozostaje nieudowodnione.

Nauka, tajemnica i geopolityka

Wyścig o fuzję nie dotyczy tylko elektryczności. W szczególności obiekty laserowe mają podwójne zastosowanie w nadzorze nad bronią jądrową, co tłumaczy pewną dozę tajemnicy wokół niektórych chińskich projektów. Te same systemy laserowe, których celem jest doprowadzenie do zapłonu fuzji, pozwalają również państwom badać fizykę ekstremalnie wysokich gęstości energii bez eksplozji nuklearnych. To nakładanie się komplikuje współpracę międzynarodową, gdy strategiczni konkurenci postrzegają zaawansowane obiekty zarówno przez pryzmat cywilny, jak i wojskowy.

Decyzje polityczne w Waszyngtonie już zmieniły kształt wymiany akademickiej: niektóre amerykańskie programy i sygnały dotyczące finansowania zniechęciły do udziału w niektórych międzynarodowych konferencjach poświęconych fuzji lub spowolniły wspólne eksperymenty. To pchnęło więcej naukowców w stronę startupów lub na stanowiska międzynarodowe — migrację tę Chiny starają się przechwycić, rekrutując badaczy z amerykańskich laboratoriów i uniwersytetów. Czy doprowadzi to do trwałego rozłamu w tej dziedzinie, czy też do konkurencyjnego, ale wciąż współpracującego ekosystemu międzynarodowego, zależy od przyszłych wyborów politycznych i od tego, jak szybko technologia zbliży się do progów komercyjnych.

Co oznaczałby sukces — i jak szybko

Naukowcy i liderzy firm oferują optymistyczne harmonogramy: krótkoterminowe demonstracje energii netto w urządzeniach eksperymentalnych są prawdopodobne w ciągu najbliższych kilku lat; elektrownie pilotażowe zdolne do zasilania sieci mogą pojawić się w latach 30. XXI wieku; pełne wdrożenia komercyjne mogłyby nastąpić w latach 40., jeśli wszystko pójdzie dobrze. Niektórzy przedsiębiorcy i planiści w Chinach, w bardziej ambitnych prognozach, celują nawet w demonstrację komercyjną do 2040 roku.

Nagroda jest ogromna. Paliwo fuzyjne — izotopy wodoru, takie jak deuter i tryt — jest pod dostatkiem, a fuzja wytwarza energię bez ryzyka niekontrolowanego stopienia rdzenia kojarzonego z rozszczepieniem i przy znacznie mniejszej ilości długożyciowych odpadów radioaktywnych. Jeśli fuzję uda się uczynić kompaktową, niezawodną i przystępną cenowo, mogłaby ona zapewniać moc podstawową dla energochłonnych gałęzi przemysłu, centrów danych napędzających sztuczną inteligencję, odsalarni lub trudnych do zelektryfikowania sektorów, takich jak hutnictwo i żegluga. Ktokolwiek rozwinie zdolność budowania, obsługi i eksportu elektrowni fuzyjnych, może zyskać nie tylko przewagę komercyjną, ale i wpływ geopolityczny.

Uważna obserwacja

W najbliższym czasie obserwatorzy powinni spodziewać się kolejnych głośnych prototypów oraz kontynuacji rywalizacji o talenty i łańcuchy dostaw. Historia techniczna będzie toczyć się odmierzonymi krokami: kamieniami milowymi ogłaszanymi przez laboratoria i firmy, niezależnymi wynikami recenzowanymi przez naukowców oraz powolnym gromadzeniem wiedzy inżynieryjnej o tym, jak systemy zachowują się podczas wielokrotnej pracy. Wielkie obietnice zostaną przetestowane przez mało efektowną prawdę, że produkcja energii elektrycznej na skalę planetarną jest w równym stopniu problemem systemowym, co fizycznym.

Chiński zryw w dziedzinie fuzji podnosi stawkę i przyspiesza harmonogram. Czy ta prędkość przełoży się na praktyczną, niedrogą energię na tyle szybko, by zmienić mapę energetyczną i przemysłową tego stulecia, dopiero się okaże — ale nie ulega wątpliwości, że wyścig właśnie trwa.

Źródła

• Instytut Fizyki Plazmy Chińskiej Akademii Nauk
• Chińska Akademia Fizyki Inżynieryjnej
• ITER (International Thermonuclear Experimental Reactor)
• Lawrence Livermore National Laboratory
• Departament Energii USA
• Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL)
• Uniwersytet Pekiński