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能源是人类社会发展的永恒主题。近年来，有着“人造太阳”之称的可控核聚变能研发在全球范围内不断取得重要进展，技术路线日益多元、创新主体竞相涌现，加速从科学可行迈向工程验证。在这一领域，中国研究水平持续提升、国际影响力稳步增强，美国、欧洲、日本等国家和地区也在持续加大投入，力求在新一轮能源革命中占据主动。同时也应看到，可控核聚变能从实验室走向电网仍面临不少物理、工程与经济挑战，其商业化仍是一项需要长期投入的跨代工程。

模拟太阳发光发热机制——

努力让这团“火球”悬浮在空中，不碰壁、不熄灭，保持长时间稳定约束、高性能运行

什么是“人造太阳”？太阳之所以发光发热，是因为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”。它的主要燃料之一——氘可从海水中提取，资源丰富；运行过程既不排放二氧化碳，也不会像传统裂变核电那样产生大量高活度、长寿命的放射性废物。这一技术运用一旦取得突破，有望为人类提供持续稳定的清洁能源。

不过，人类要想在地球上复制这种能量释放过程，难度极大：需要把燃料加热到上亿摄氏度，让物质变成一种由大量带电粒子组成的特殊状态，叫作“等离子体”。但是任何固体材料都无法通过直接接触来长期承受这种高温。怎么办？科学家想出了各种妙招，一种常见思路是让这团“火球”悬浮在空中，不碰壁、不熄灭。

几十年来，主流的方法是用强大的磁场把等离子体“托”起来，像一个无形的笼子把它稳稳包住。这种聚变方式被称为磁约束聚变，其中典型的一类装置叫“托卡马克”。自1988年启动设计，当前汇聚七方30多国、正在法国南部建设的国际热核聚变实验堆（ITER）是规模最大、最具标志性的托卡马克工程。2023年，日本与欧盟合建的JT—60SA装置建成并实现首次等离子体放电，法国的WEST装置于2025年实现1337秒等离子体持续运行。我国的“东方超环”和“环流三号”也是这类装置的代表，2025年“东方超环”实现上亿摄氏度、1066秒的稳态高性能等离子体运行，“环流三号”实现离子温度1.17亿摄氏度、电子温度1.6亿摄氏度运行。

对磁约束路线而言，核聚变发电的前提是，这种反应能够在高参数下持续稳定地进行，而不是像“放炮仗”一样瞬间熄灭。上述一系列突破，体现了高温等离子体在长时间稳定约束、高性能运行等方面的成果，这是未来聚变电站实现连续稳定运行的重要基础，“人造太阳”的技术可行性正在被一步步证实。

多元技术路线并行——

有的依靠强磁场将高温燃料托住稳住，有的利用激光或电流对燃料瞬时挤压加热

如今，通往“人造太阳”的技术路径更加多元，多种聚变路线正并行推进、竞相突破。

与托卡马克这一大型复杂系统路线相比，场反位形等装置更紧凑、迭代更快的新技术路线受到越来越多关注。它不依赖托卡马克通常采用的中心螺线管结构，而是使等离子体能够自组织形成闭合的磁场结构，可在相同磁场条件下努力实现更高压强，这为装置紧凑化和降低单位功率建设成本提供了可能。2023年，美国赫利昂能源公司与微软签署全球首份面向未来商业的聚变购电协议。今年2月，该公司宣布其原型机“北极星”已成功观察到氘氚聚变信号，这意味着装置内发生了可测量的聚变反应。美国TAE技术公司也在利用数字仿真和人工智能持续优化等离子体控制，推进其商业化路线图。

仿星器则是一种外形似麻花的磁约束装置，其磁场结构复杂，理论上更有利于把高温等离子体中的粒子和能量更长时间地“留住”，从而提升装置持续运行能力。2025年，德国马克斯·普朗克等离子体物理研究所的W7—X装置在长脉冲（即较长时间持续放电）运行条件下创造了三乘积（对等离子体温度有多高、密度有多大、能量保持多长时间这三项指标的综合评价，被视为衡量聚变装置性能的核心标准）世界纪录，并将高性能等离子体状态维持了43秒，这表明仿星器在长时间稳定运行方面展现出越来越突出的潜力。

另一大类重要思路则是在极短时间内把燃料迅速压缩、加热，从而触发聚变反应，这就是惯性约束聚变。其中最受关注的一种实现方式，是利用高能激光来驱动燃料内爆。2025年，美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）利用192束高能激光同时轰击一颗装有不足1毫克氘氚燃料、比芝麻还小的靶丸，在数十亿分之一秒内将其压缩到比太阳核心还致密的状态，诱发聚变反应。一次实验释放的能量达到8.6兆焦，约相当于一台1000瓦电暖器连续工作2个多小时所消耗的电能。这次实验结果表明，聚变释放的能量不仅超过了注入靶丸的激光能量，这种能量增益更进一步提高到4倍以上，再次验证了激光聚变点火的可重复性，标志着实验室点火研究推进到更高水平。