近日，以“核力启航 聚变未来”为主题的可控核聚变未来产业推进会在四川成都召开。由25家央企、科研院所、高校等组成的可控核聚变创新联合体正式宣布成立。会上，第一批未来能源关键技术攻关任务正式发布。

去年以来，国务院国资委启动了实施未来产业启航行动，明确可控核聚变领域为未来能源的唯一方向。2023年，我国在该领域也取得了显著进展：全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）已经在多个实验中取得了重要成果；核聚变大科学装置“中国环流三号”面向全球开放，邀请世界各国科学家来中国集智攻关。

2023年12月，可控核聚变入选“2023年度十大科技名词”。

什么是可控核聚变？

可控核聚变，俗称“人造太阳”，是照亮人类未来的终极能源梦想。太阳的原理就是核聚变反应（核聚变反应主要借助氢同位素）。人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定地输出。

可控核聚变（Controlled nuclear fusion）是可控的，能够持续进行的核聚变反应。在地球上建造的像太阳那样进行可控核反应的装置，称为“人造太阳”。

可控核聚变的目标是实现安全、持续、平稳的能量输出。因为核聚变反应没有放射性，自然也就不会产生核污染。而且，核聚变的原料之一氘在海洋中的储量极其丰富——每公升海水中就含有0.03克氘，在核聚变反应中可产生相当于燃烧300升汽油的能量。一旦可控核聚变技术获得突破，地球海洋中的氘可供人类使用100亿年。届时，人类将一劳永逸地解决能源问题。

让地球“流浪”的关键，原来是核聚变

从核裂变到核聚变，一字之差的困难

能源问题是一个戴在人类头上的紧箍咒，而寻找清洁、丰富的能源则成为各国孜孜以求的目标。经过长期实践，可控核聚变被认为是清洁能源领域的“圣杯”，也因此被寄予无限期待。

从核裂变到核聚变，从不可控到可控——仅一字之差，但技术难度差别巨大。世界上首颗原子弹爆炸后不到10年，核裂变技术就实现了和平利用，人类建成了核电站。因此，许多人曾乐观地认为，用不了多久就能实现核聚变的和平利用——然而，经过全世界科学家超过半个世纪的努力，至今仍未成功。为了让核聚变“可控”，人类已经“摸爬滚打”了逾半个世纪。

中核集团核工业西南物理研究院指挥控制中心

人类追逐“能源圣杯”的步履永不停歇

前方的道路依然漫长，“聚变点火”的最终实现，需要集合全人类的智慧与努力。

经过半个多世纪的探索，国际热核聚变实验反应堆计划（ITER）被认为是人类和平利用核聚变能源之路最为可靠、可行的路线。ITER自1985年倡议提出，历时38载，旨在建造反应堆级的核聚变装置，以验证和平利用聚变能的科技可行性，是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一。

2007年，ITER整合了中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国七个参与方的财务与技术资源，开启了装置建造。

2023年11月23日，在法国圣保罗-莱迪朗斯拍摄的国际热核聚变实验反应堆（ITER）的建造厂房（图源：新华社 高静 摄）

中国角色从“跟跑”到“领跑”

2006年正式成为ITER项目参与方之后，中国累计承担了ITER装置近10%的采购包研制任务，涉及磁体支撑系统、气体注入系统、可耐受极高温的反应堆堆芯“第一壁”等关键部件。到了组装阶段，中国又通过中法联合体，深度参与实验堆核心装置托卡马克的安装。并已成功完成其核心部件“增强热负荷第一壁”的首件制造，为ITER的顺利实施贡献了“中国智慧”。

十余年来，中国持续为ITER贡献“中国智慧”和“中国力量”。

ITER组织副总干事、原科技部中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆回忆说，中国刚加入ITER时“以学为主”，如今已从“跟跑”实现与他国“并跑”，甚至在部分领域“领跑”。通过全面参与ITER建设，中国用10%的贡献撬动了该计划100%的知识产权，除消化、吸收、掌握ITER的设计技术和加工制造技术之外，也为中国培养并储备了一批聚变工程建设人才。

除了承担中方承诺的任务外，中方还积极争取ITER其他关键任务。去年9月，中核集团牵头拿下了ITER迄今金额最大的主机总装1号合同。这个工程安装的是ITER装置最重要的核心设备，其重要性相当于核电站的反应堆、人体里的心脏。这是有史以来中国企业在欧洲市场中标的最大核能工程项目合同。

2023年11月23日，在国际热核聚变实验反应堆(ITER)建设现场拍摄的安装中的托卡马克装置(图源：新华社 高静 摄)

中国为人类实现无限清洁能源梦按下“加速键”

我国可控聚变研究始自上世纪50年代，几乎与国际上聚变研究同步。1965年，根据建设需要，我国建立了当时国内最大的聚变研究基地——西南物理研究所，也就是中核集团核工业西南物理研究院的前身。

正是在这里，中国核聚变领域第一座大科学装置——中国环流器一号（HL－1）托卡马克装置于1984年建成，成为我国核聚变研究史上的一个重要里程碑。

从此，中国磁约束聚变一步步从无到有，从小到大。1995年，中国第一个超导托卡马克装置HT－7在合肥建成；2002年中国建成第一个具有偏滤器位形的托卡马克装置中国环流器二号A（HL－2A）；2006年，世界上第一个全超导托卡马克装置东方超环（EAST）首次等离子体放电成功……

中国环流三号模型

近年来，我国磁约束聚变研究进展得益于参加ITER计划。利用这一良好国际合作平台，在国家有关部委的大力支持下，我国核聚变研究实现了高质量发展，磁约束核聚变研究从过去的跟跑步入了并跑阶段，部分技术达到了国际领先水平。

2020年12月4日，中国环流器二号m装置在成都建成并实现首次放电；去年4月12日，中国全超导托卡马克（EAST）实现403秒稳态高约束模式等离子体运行；8月25日，新一代人造太阳“中国环流三号”首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行；高约束模式、403秒、100万安培……“中国环流三号”在取得技术突破的同时，也为ITER验证了高约束运行模式的可行性。

中国新一代“人造太阳”，向全球发出一份邀请

这些关键技术难题的突破，标志着中国核聚变研究向“聚变点火”又迈出重要一步，也意味着人类获取无限清洁能源的梦想正在照进现实。

中核集团核聚变堆技术领域首席专家段旭如预测，到2050年左右，人类或将真正使用上核聚变能源。由此来看，人类正在走出“50年魔咒”，无限清洁能源之梦，有望在可预见的未来变为现实。