在追寻清洁、无限能源的星辰大海中，“人造太阳”——可控核聚变，始终是人类科技的皇冠明珠。新奥集团，这家以创新为基因的能源企业，早在2006年便成立了新奥能源研究院，前瞻性地投身于这场关乎未来的探索。研究院汇聚了三百余名科研人员，其中包括众多高层次人才，并与中国科学院、中科院等离子体物理研究所等顶尖机构深度合作，共同攻坚，旨在发展安全、低成本、高效率的清洁能源解决方案，让聚变能早日照亮现实。
另辟蹊径：氢硼聚变与球形环的技术突破
作为研究院核心技术孵化和工程实践的载体，新奥科技发展有限公司承载着将前沿科学转化为工程现实的使命。
面向可控核聚变，新奥科技选择了一条与众不同的商业化聚变路线：氢硼聚变。与传统主流的氘氚聚变相比，氢硼反应不产生中子，从根本上避免了放射性废物管理的难题，装置选址更灵活，安全性显著提升，被誉为更理想的“终极清洁能源”。然而，氢硼聚变对等离子体温度、密度等参数要求极为苛刻。为此，新奥锚定了具有先天优势的球形环装置。
“球形环装置的等离子体形状像一个带核的苹果，其独特的几何结构能使等离子体更紧密地环绕在中心柱周围，从而实现更强的磁场约束和更高的等离子体压力。”4月21日，在MATLAB EXPO 2026上发表主题演讲的特邀嘉宾新奥科技球形环聚变装置实验技术专家王嵎民介绍说，球形环装置能够让等离子体更加接近于高场侧，从而实现约束更好、辐射更低的需求。
这与氢硼聚变对极高参数和低辐射损失的要求完美契合，构成了一条极具商业化潜力的全新路径。沿着这条路径，新奥科技实现了快速的工程迭代。
第一代实验装置“旋龙50”于2018年至2023年运行，主要用于理解物理机制和培养工程能力。其升级版“旋龙50U”在短短一年内便实现了百万安培级等离子体电流、4000万度离子温度以及1.2特斯拉磁场的突破，刷新了国际同类装置纪录，并依托此装置获批建设河北省紧凑型聚变重点实验室。
目前在建的“合龙二号”装置设计参数更为惊人，目标离子温度达3亿度，等离子体电流3M安，总投资约60亿元，旨在全面验证氢硼聚变的热核反应，其设计参数是全球最高的之一。
这些扎实的进展，标志着新奥在球形环聚变领域已从跟跑并跑，进入局部领跑的阶段。
数字筑基：仿真驱动的高效实验体系
在如此复杂且昂贵的巨型科学装置上进行实验，每一次放电都成本高昂，且参数设置不当可能导致装置损坏。传统依赖专家经验的试错模式，效率和安全性都面临瓶颈。
新奥能源研究院认识到，必须构建一个先于实体实验的“数字平行世界”，并系统地应用数字化仿真与控制系统，覆盖了从放电波形设计、运行参数探索到异常分析的完整实验流程。例如，在面向实验操作员的层面，开发了集成化的控制界面，将真空、线圈、电源等子系统的参数输入、模型计算与实际放电反馈融为一体；操作员无需深究底层复杂的物理方程和电路拓扑，便能直观地进行波形设计和参数调整。这套系统将以往需要深厚经验积累的操作过程，转化为可预测、可优化的标准化流程，大幅降低了人员的培养门槛和操作风险。
效果立竿见影。
“通过数字仿真平台，团队可以在虚拟环境中预先测试各种极限工况和探索运行边界，提前预测等离子体破裂等风险，从而制定更安全、更高效的实验方案。”王嵎民认为，此举大幅增加了现实实验的安全性。这种“仿真先行”的模式，不仅保护了造价高昂的实体装置，更将宝贵的实验机时用于最具价值的科学验证，极大提升了整体研发效率。
生态共赢：MATLAB/Simulink赋能的协同创新
上述复杂的数字孪生系统的实现，得益于一个强大、统一且易协同的工程平台。新奥科技选择MathWorks旗下的MATLAB和Simulink作为核心工具链，看中的正是其在应对极端复杂系统时的独特价值。
该平台支撑了新奥构建覆盖“物理建模-控制设计-工程仿真”的全链条数字化能力。团队将等离子体等效为电路模型，基于基尔霍夫定律对线圈系统建模，精确模拟电流、电压和磁场的动态响应，实现对等离子体形状和位置的高精度控制。同时，他们利用Simulink建立了统一的电源系统模型库，支持十二脉冲、四象限整流等复杂电力电子拓扑，大幅提升了子系统设计的标准化和复用率。这种从底层物理方程求解到上层控制回路搭建，再到人机交互界面开发的无缝衔接，正是MATLAB/Simulink生态提供的完整闭环。
据介绍，双方合作始于工程实践中的刚性需求。聚变装置是一个涉及等离子体物理、高功率电气工程、实时控制等多学科深度耦合的超复杂系统。MATLAB/Simulink充当了“跨学科协同语言”，其可视化建模环境，让物理学家、电气工程师和控制专家能够通过拖拽模块、“连线”的方式直观协作，打破了专业间的术语壁垒。
王嵎民充分肯定了这一平台的价值：“用Simulink直观的、模块化的连线处理，可以让我们的物理学家、电气工程师以及控制工程师进行可视化语言交流，提升了团队的合作效率。”
关键跃迁：从经验驱动到智能增强
除了前述的协同与链条化能力，王嵎民还揭示了新奥科技一个更为深刻的转变：其研发范式正在从“经验驱动”向“模型与数据驱动”跃迁。这是数字化赋能带来的核心质变，也是未来竞争力的关键。
在传统模式下，实验参数的设定高度依赖资深科学家的直觉和经验，知识难以沉淀和标准化。现如今，通过将物理模型、控制逻辑和实验数据全部集成在Simulink数字孪生平台中，每一次实验的设计、执行和结果都变成了可追溯、可分析、可优化的数字资产。平台能够进行高性能仿真，通过对控制器进行离散化和向量化处理，提升大规模系统的仿真效率，使得快速探索海量参数组合成为可能。
这不仅加速了当下实验的进程，更为未来融入人工智能奠定了基础。
随着旋龙50U实验的深入，新奥科技还将引入MATLAB的AI工具，探索等离子体破裂防护以及智能控制方面的模型，通过AI算法进行破裂预测、运行边界自主优化，实现从“人工研判”到“智能辅助决策”的跨越。
未来之光：拓展合作边界与推广复用
成功的探索为新奥能源研究院与MATLAB/Simulink的深度合作奠定了坚实基础。团队计划将这套成熟的数字化工程方法，从当前的等离子体控制领域，推广至加热、诊断、真空等更多子系统，乃至下一代“合龙二号”装置的全局设计中，实现全装置、全生命周期的数字孪生。
这套基于MATLAB/Simulink构建的“聚变装置数字化研发体系”具有极高的复用和推广价值。其系统化的建模框架、标准化的模块库以及验证过的工程工作流，可以为国内外其他聚变研究机构，特别是同样探索球形环或紧凑型路线的团队，提供宝贵的参考和实践范例，加速全球聚变技术的共性进步。
从氢硼聚变的路线选择，到球形环装置的工程实现，再到数字孪生与智能控制的深度赋能，新奥能源研究院展示了一条以企业之力挑战前沿基础科学的创新路径。通过与MATLAB/Simulink的深度合作，他们将抽象的物理理论与庞大的工程实体，转化为可计算、可仿真、可优化的数字模型，让“人造太阳”的探索之旅变得更加可知、可控、可加速。这条路虽漫长，但每一步都因数字之光的照耀而更加坚实。
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