作为国内直线型场反位形（FRC）聚变技术领域的先行者，瀚海聚能（成都）科技有限公司自成立以来，始终坚持以自主创新为核心驱动力，持续推进我国FRC聚变技术的研究与工程化落地。公司不仅成功建成国内首台商业化直线型场反位形（FRC）聚变装置主机、实现等离子体首次点亮，更在核心技术攻关——特别是FRC电源系统领域取得了系统性突破，获得了多项专利授权，并与产业链伙伴开展联合攻关，推动高电压大电流脉冲电源、高功率开关及亚微秒级控制系统从实验室走向实用化，填补国内FRC相关技术应用的多项空白。

造价占比60%的“心脏 ”
脉冲电源系统性布局

   与主要追求稳态运行的托卡马克技术路线不同，FRC装置采用快脉冲磁压缩工作模式，其运行周期类似于内燃机的间歇性爆发式能量释放——在极短的脉冲内完成聚变反应，再于脉冲间隙回收能量、更新燃料。这种模式虽大幅简化了装置结构，却对电源系统有很高要求。“FRC装置不需要庞大的环向磁场线圈，但需要大功率脉冲电源在微秒时间尺度内释放巨大能量，驱动等离子体加速、对撞并压缩。”据计算，在FRC装置中，电源系统造价在整个工程中占比接近60%，其瞬时功率、时序精度与能量利用效率直接决定聚变反应的成败。

   自2025年启动第一代装置建设，瀚海聚能即从能量利用效率、功率扩展性、系统稳定性等多个维度对电源系统展开前瞻性研究，并进行了专利储备。目前，公司已在能量回收、场反位形电源及系统、角向箍缩场反位形电源及系统等领域完成了系统性专利布局。

   这些专利均有很强针对性，以“带有线圈能量回收”技术为例，通过在放电回路中增设能量回收电路，可将残余磁场能高效回充至储能电容或电网，大幅减少了能量浪费。这一技术思路与美国企业Helion Energy相似。Helion曾公开表示，其聚变系统本质上是一个RLC（电阻、电感、电容）电路，高达90%的能量以磁场形式存储，依据物理定律，这些能量会自然返回电容器，仅存在微小的电阻损耗。理论上，在理想条件下采用这种电路组件的系统能量回收效率显著优于传统热回收系统。瀚海聚能的能量回收专利布局正是对标这一国际前沿趋势，为FRC装置实现净能量增益奠定了底层的技术基础。

   针对FRC装置整体运行需要多种电源系统协同工作的难题，瀚海聚能还通过模块化技术研究与系统集成，构建一套覆盖多规格、可灵活配置的电源产品体系。模块化设计的核心优势在于可扩展性与灵活性——通过将标准化的电源单元按需组合，系统可根据不同运行工况快速调整参数，既能满足FRC装置各子系统对电压、功率、时序的差异化需求，也显著降低了后期维护与升级的难度。这种标准化、模块化的技术路线，既有助于HHMAX系列装置的快速迭代，也为未来聚变电站的规模化部署提供了工程支撑。

高功率开关、亚微秒级控制

工程化的极限挑战

   2025年7月，瀚海聚能第一代聚变装置HHMAX-901主机建成并成功实现等离子体点亮，相关调试与优化工作随之展开。与此同时，作为HHMAX-901“心脏”的电源系统，其落地准备工作一刻也未停歇。

   “理论路径已经验证，但从实验室走向工程应用，难度依然巨大。”瀚海聚能电源技术组工程师介绍，FRC装置的电源系统需要同时攻克高功率开关、亚微秒级控制系统等多个难题，而相关高性能器件在国内市场仍属空白，必须完成从0到1的原始突破，再逐步提升参数指标。

   根据设计方案，HHMAX-901部分脉冲电源功率开关需承受高达100kV（千伏）的峰值电压、近200kA（千安）的瞬时电流，瞬时峰值功率将飙升至约4吉瓦（GW）。这是什么概念呢？一艘数万吨级航母上的电磁弹射器，其瞬时功率约为100兆瓦（MW）——瀚海聚能脉冲电源的瞬时功率是它的40倍。这一悬殊差异源于二者截然不同的能量释放策略：电磁弹射器总能量巨大（约120兆焦）但释放时间长达2至3秒，而脉冲电源需在数微秒内倾泻全部能量，对开关器件与绝缘技术提出了极限挑战。

   为将理论与专利转化为真正服务于装置的工程设备，瀚海聚能自2025年下半年起便与国内多家电源及开关器件厂商开展联合攻关，发挥各自优势，加速推进相关设备的验证与制造。

   “为确保脉冲电源系统达到设计指标，我们先后设计并制造了两代功率开关样机。从第一代到第二代的迭代过程中，我们围绕充气气压与绝缘介质进行了数十轮对比测试与选型优化，最终将开关的工作电压稳定提升至100kV以上。”电源技术组工程师透露，在此过程中，团队针对绝缘结构、电极间隙设计、均压方案等多种技术路径，并行进行了验证。

   目前，首代开关已通过全部基础性能验证。第二代开关在提升气压并优化绝缘介质后，已开始测试设计性能参数。当前面临的核心挑战在于高压重复频率运行条件下的绝缘老化评估与长期可靠性验证，相关寿命测试与状态监测方案正在加速推进。

冲刺“完全体”

从电源下线到“沿途下蛋”

   根据计划，包含高功率开关在内的首套工程化FRC电源系统即将于二季度末至三季度初完成下线，并率先安装至瀚海聚能一代装置HHMAX-901的形成区，在国内首次验证FRC等离子体的初始形成。在此基础上，团队将优化并提升电源系统参数，在加速区、中心区（融合区）完成最终部署，实现FRC等离子体从形成到加速、终极压缩、碰撞的运行全过程。


   “待全部电源系统部署完毕，HHMAX-901才算是真正意义上的‘完全体’。瀚海聚能研发人员介绍，届时，公司将开展聚变反应实验，验证FRC物理过程并为今年正在进行的聚变技术应用（硼中子俘获治疗<BNCT>、医用同位素生产等）提供有力支撑。

后记：

从“点亮等离子体”到“驱动心脏跳动”
扎实迈出每一步

   在聚变赛道上，FRC技术路线因系统结构相对简单、造价与运行成本低，一直被视为极具商业化潜力的方向。然而，其成败关键之一在于电源系统：能否突破高电压大电流电源、高功率开关、亚微秒级控制带来的挑战。
   瀚海聚能团队在装置建设之初就考虑到了电源系统问题，从专利布局到两代开关迭代验证，从单点技术突破到系统集成下线，即将完成FRC电源系统在国内工程化应用领域的“0到1”。
   当技术参数不再停留于论文，当模块化电源机柜即将接入HHMAX-901，我们看到的不仅是一套设备的落地，更是一个技术体系的开端。FRC技术将真正进入应用的探索阶段，不仅服务于聚变实验本身，也将为正在开展的聚变技术应用铺平道路。
   聚变发电之路仍在前方，但脚下的第一步，已踩得坚实有力。