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胡忠军正在测量压缩机阴阳转子的啮合间隙。

中国科学院理化技术研究所供图

在中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所，科研人员在检查“人造太阳”高温超导中心螺管线圈测试平台。

新华社记者 周 牧摄

核聚变是太阳发光发热的原理，它是指两个或多个轻原子核，在极高温度和压力下，聚合形成重原子核，同时释放巨大能量的核反应。核聚变能安全、清洁，几乎取之不尽、用之不竭。因此，这一人类未来的理想能源也被称为“人造太阳”。

核聚变能如何从实验室走向产业，何时能走进寻常百姓家？记者近日进行了采访。

一旦实现商用，将大幅降低人类对化石能源依赖，有望重塑全球能源体系

核聚变能之所以被视为“人造太阳”，首先在于它的主要燃料氘（氢的同位素）在地球上“储量”非常丰富，且分布广泛。中核集团聚变领域首席科学家段旭如介绍，氘大量存在于海水中，每升海水提取出的氘通过聚变反应可释放相当于燃烧300升汽油的能量。

其次，核聚变能具有固有安全与环境友好的特性，因核聚变反应需上亿摄氏度高温等非常苛刻的条件，如出现反应故障会因不满足反应条件而自动停止，无熔毁风险。此外，没有长寿命的放射性产物，运行过程也不产生温室气体。“因此，核聚变能一旦实现商用，将大幅降低人类对化石能源依赖，有望重塑全球能源体系，实现经济社会可持续发展。”段旭如说。

当前，我国多个核聚变装置加快建设，科研、工程和产业发展同步推进。四川成都，新一代“人造太阳”中国环流三号突破“双亿度”，预计到2027年将开展燃烧等离子体实验研究；安徽合肥，全超导托卡马克核聚变实验装置实现1亿摄氏度上千秒的稳态运行，世界首个紧凑型聚变能实验装置项目也在加快建设。

“核聚变本质是恒星供能反应，想要实现自持聚变，须在高温、高密度电离气体（等离子体）环境下达成反应条件。”中国科学院理化技术研究所研究员胡忠军介绍，现有核聚变主流路线分为磁约束（以托卡马克、仿星器为代表）、惯性约束（以激光驱动靶丸为代表）两大类，还有磁化靶聚变等新概念方案。

其中，托卡马克磁约束核聚变是当前较有希望率先实现核聚变能应用的技术路线。围绕该技术路线，中核集团核工业西南物理研究院（以下简称“西物院”）、中国科学院等离子体物理研究所（合肥）等单位，在等离子体高参数和长脉冲运行、聚变堆关键技术研发、核心部件研制等方面取得一系列进展。同时，国内高校院所积极参与核聚变研究；民营企业也积极进入核聚变能新赛道，多元化技术路线加快发展。

“一般来说，实现核聚变能的商业化运用，需要经历6个主要阶段，包括原理探索、规模实验、燃烧实验、实验堆、示范堆、商用堆。”西物院聚变科学实验所研究室主任肖国梁说，目前我国正处于“燃烧实验”阶段，已具备开展相关实验的等离子体参数及装置运行等条件。

我国在聚变装置运行、聚变堆关键技术研发等方面取得了一系列重要进展

近年来，我国在聚变装置运行、聚变堆关键技术研发等方面取得了一系列重要进展。

前不久，由我国牵头制定的ISO 19991:2026《聚变技术—实验磁约束聚变设施—聚变装置用超声分子束注入加料技术》正式发布，这是聚变加料领域首项国际标准。

超声分子束注入加料技术，是可控核聚变装置的关键燃料补给技术，也是我国原创的先进聚变加料技术，已在国内外10余个磁约束聚变实验装置上应用。

该技术从原创研究、装置应用到国际标准的跨越，是我国核聚变研究和关键技术加快突破的缩影。

2025年3月，中国环流三号在国内首次实现原子核（离子）1.17亿摄氏度、电子1.6亿摄氏度的“双亿度”高参数运行，创下我国聚变装置运行新纪录。2025年5月，该装置聚变“三乘积”达10的20次方量级，推动我国聚变快速挺进燃烧实验。

在此过程中，高功率微波回旋管、高功率中性束注入加热系统、提高芯部能量约束的新方法、三光栅精密光谱仪、紧凑型汤姆逊散射多色仪等一大批新原理、新方法、新装备投入应用。

高功率回旋管是中国环流三号装置电子回旋共振加热系统的核心生命部件，曾长期依赖进口。2020年，西物院团队开启了一场以全套电子回旋系统国产化为目标的科研攻关，准备攻克系统最后一个技术堡垒。