模仿太阳内部的能量释放机制，打造出能够为人类持续提供清洁高效能源的“人造太阳”，一直是全球能源科研领域的核心探索方向。随着近年来多项关键技术接连取得突破，可控核聚变已经从过去停留在科幻想象中的概念，逐步走进现实的工程化验证阶段。2026年，“可控核聚变的堆级实现”入选世界科技与发展论坛发布的年度“十大科技前瞻”，我国“十五五”规划纲要也明确将发展核聚变能列为新的经济增长点，这意味着可控核聚变正式从实验室的幕后基础研究，迈向国家产业战略的前台。

　　可控核聚变的核心原理，是将几个较轻的原子核结合成较重的原子核，在反应过程中通过部分质量亏损转化为巨大的能量。中国工程院院士万元熙表示，太阳本身蕴含巨大能量，其核心在极高的温度和压力下，将氢原子核“揉”在一起，聚合成氦原子核，并在此过程中释放出巨大能量，由于模拟了太阳内部这种释放能量的机制，可控核聚变能被形象地称为“人造太阳”。和传统能源相比，可控核聚变的优势十分突出，它的主要燃料之一氘可从海水中提取，资源储量极为丰富，1升海水提取的氘聚变后释放的能量相当于300升汽油，海水中的氘资源足以支撑人类使用数百万年。同时，可控核聚变运行过程既不排放二氧化碳，也不会像传统核裂变发电那样产生大量放射性废物，是人类当前已知潜力较大、清洁度高的下一代能源之一。

核心技术路线与攻关难点

　　要实现可控核聚变的稳定能量输出，需要同时满足极高的温度、必要的密度、足够的能量约束时间三个极为严苛的先决条件。中国工程院院士李建刚用一个形象的比喻解释了其中的难度，就像要让一根火柴持续燃烧，既要有足够高的温度点燃它，又要有足够多的燃料维持它，还得有办法把火焰关在一个笼子里不让它熄灭。目前全球科研人员主要探索三条约束方案，其中引力约束是太阳本身的运行方式，凭借巨大质量维持高密度与长约束时间，仅适用于恒星级别的天体，无法在地球环境下实现落地。

　　当前主流的可控核聚变技术路线主要分为磁约束和惯性约束两大分支。磁约束路线的代表装置是我国的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST，也就是大家熟知的“东方超环”，它通过稳态的强磁场将燃料形成的等离子体约束在真空室中，让其实现长时间稳态运行。惯性约束路线的代表装置包括美国的“国家点火装置”以及我国的“神光II号”装置，这类装置通过激光轰击靶丸引发内爆，内爆产生的高温和高压为内部反应物的核聚变反应创造条件，此外Z箍缩技术也是惯性约束方向的重要分支。

　　在核聚变研究领域，有一个非常核心的指标Q值，也就是聚变增益，具体指核聚变产生的能量与输入能量的比值。当Q值大于1时，意味着输出能量大于输入能量，实现了“净能量增益”。目前，只有少数惯性约束装置在实验室中实现了Q值大于1，最大能达到4。在磁约束路线中，实验数据还并未突破Q值大于1这个“大关”，但通过一些实验数据推测，如果替换更合适的反应燃料，Q值理论上也突破了1。中国科学院等离子体物理研究所副研究员陈冉表示，想要用核聚变发电，就像用“博尔特的速度去跑一个马拉松”，要在长时间内持续维持上亿摄氏度的高温等离子体稳定运行，同时解决材料、控制、能量提取等一系列复杂的工程问题，难度远超普通能源技术的研发。

我国核聚变研发的现有进展

　　经过数十年的持续攻关，我国核聚变研发水平总体上已位居国际第一方阵，多项核心参数达到国际领先水平。国内当前规模最大、参数能力最高的新一代人造太阳“中国环流三号”实现150万安培等离子体电流高约束模运行，达到国际领先水平，等离子体电流、聚变“三乘积”等核心参数再上新台阶，标志着我国磁约束核聚变研究向堆芯级高性能聚变等离子体迈出重要一步。该装置还实现了离子温度1.2亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度的“双亿度”运行，聚变综合参数达到10的20次方量级，目前正按计划推进全面升级，计划2027年首次实现燃烧实验。

　　作为我国磁约束路线的另一核心装置，东方超环EAST首次实现1000秒的高约束模运行，后续更是创下1亿摄氏度等离子体稳态运行1066秒的世界纪录，对于我国自主掌握托卡马克放电控制具有重要意义。2026年10月，EAST迎来建成20周年，过去19年里科研团队累计完成超过15万次放电试验，一步步突破了超大电流、超强磁场、超高真空等过去被视为“卡脖子”的技术难题。聚变堆主机关键系统综合研究设施CRAFT的数个关键子系统也在近年取得重要进展，将聚变堆的所有关键部件拆解为可以逐一攻破的独立任务，形成了聚变堆相关系统的工程“指导手册”。

　　在核心部件自主研发方面，我国已经实现聚变装置第一壁全流程自主研发、制造与检测，第一壁作为聚变装置的“贴身铠甲”，直接面向高温等离子体，承担所有高能粒子的热负荷和中子轰击，其核心原材料包含钨、铜和不锈钢，相关材料、焊接工艺、高热负荷测试等均达到国际领先水平。2026年6月，两款我国自主研制的核聚变堆超导磁体完成技术验收和满工况参数测试，其中高温超导中心螺管线圈是紧凑型聚变实验装置的关键部分，补齐了核聚变工程化链条上的核心部件短板。

现存瓶颈与未来推进路径

　　面向未来聚变能源商用，当前核聚变研究仍面临一系列瓶颈问题需要突破，其中聚变等离子体稳态燃烧、聚变堆材料、氚自持是国际聚变界公认的三大共性挑战。除此之外，我国还存在聚变核工程技术力量及工业界介入较晚且不足，在聚变堆的核工程与核安全等方面的经验积累较少的短板，同时缺乏堆芯级氘氚等离子体实验运行经验。美欧早在20世纪90年代就已让装置参数达到堆芯级，实现了超过10兆瓦的氘氚聚变功率产出，在大电流堆芯级参数下，等离子体运行控制难度更高，大破裂威胁剧增，尽早开展堆芯级氘氚等离子体运行研究，补强技术短板是我国当下核聚变研究的重要任务之一。另外，我国核聚变领域工业软件自主化程度仍然较低，相关监管体系也仍处于起步阶段，生态环境部已于2024年9月起草了《聚变装置分级分类监管要求(征求意见稿)》，尚未形成专门的核聚变监管规范体系，相关监管部门正积极与中核集团等企业、研究机构一道探索推进适合核聚变的监管体系。

　　我国核聚变发展遵循清晰的“实验堆—示范堆—商用堆”推进路径，相关关键时间节点已经明确。下一代紧凑型聚变能实验装置BEST预计于2027年竣工，有望成为全球首个聚变发电装置，计划2030年前后开展氘氚聚变发电演示，验证商用发电可行性，目标发出“第一度电”。2035年左右，我国将建成首个工程实验堆CFEDR，全面验证工程可行性，2045年左右建成首个商用示范堆，标志着聚变能开始进入商业化应用阶段。

　　作为ITER计划的七方成员之一，我国承担了涉核部件、磁体支撑、超导导体、诊断等多个关键系统的研制任务，突破了多个聚变堆设计建造的工程技术难题，研发出多项适用于聚变堆的新材料、新工艺、新器件、新设备，建立了聚变堆的重要部件或系统的设计、制造、检验、运行和维护维修的技术规范及测试平台。当前ITER已进入装配关键阶段，中核集团牵头的中法联合体是目前ITER项目主机安装的唯一承包商，极大提高了我国在国际大科学工程中的参与度与话语权。未来3到5年，我国将继续承担一批关键部件核心任务，例如全钨第一壁、产氚测试包层、燃料注入与辉光放电清洗系统等，并积极争取更多研发任务，如射频负离子源中性束加热、聚变产物诊断、远程维护、等离子体控制等，同时继续向ITER培养和输送高素质人才。

　　核聚变的研发是一场覆盖超导磁体、精密制造、特种材料、人工智能、测控技术等多项高精尖技术的系统性创新工程，一系列前沿技术的推广应用正在带动周边产业多点开花。基于“人造太阳”的先进等离子体表面工程技术，科研人员开发出非贵金属催化电极制备技术，可显著提升制氢效率，降低电解水制氢成本，其成本仅为贵金属电极的十分之一，对绿氢规模化发展具有推进作用。科研人员还利用等离子体重整二氧化碳制合成气，再通过进一步合成来制备燃料，相较于传统技术，这个技术能与波动性的可再生能源深度耦合，为风电光伏消纳提供新路径。

　　目前全国多地正加快构建核聚变产业平台，打造核聚变产业生态。在成都，正在建设的聚变科创城及配套核聚变技术研发基地，将打造国内领先的聚变产业中试服务平台，加快核聚变技术成果从实验室向商业化应用转化。在合肥，依托大科学装置的牵引带动，核聚变产业加速集聚，产业链相关企业已经超过200家，衍生出等离子体诊断、太赫兹激光等一批新产业，当地还将加快规划建设总面积达2.3万亩的聚变科创示范区，组建运行核聚变能的专项基金，推动核聚变能产业高速发展。随着“十五五”期间关键核心技术攻关的持续深化，我国可控核聚变产业将进一步打通从“实验堆”到“示范堆”再到“商业堆”的发展路径，向着聚变能商用化的目标稳步迈进。

(编辑：吕文)