各国聚变概况

建造一个能够连续运行的聚变反应堆，需要解决诸如加料、排废、避免杂质、中子将能量带出到包层、产氚及返送以及由于聚变反应产生大量带电氦原子核对等离子体的影响等一系列科学和工程方面的棘手难题。

自 20 世纪 40 年代末起，世界各国便纷纷开拓出多种磁笼途径，并以此为起点，针对聚变能的科学可行性展开了规模各异的理论与实验探索研究。投入其中的科学家及工程师多达上千人，每年投入的经费总计超过 10 亿美元。各条途径之间竞争异常激烈，期间争议不断。在此过程中，人们对于实现聚变能难度的认知也在逐步深化。不过，自 20 世纪 70 年代起，苏联科学家所发明的“托卡马克”途径渐渐展现出独特的优势，并在 80 年代成为聚变能研究的主流方向。托卡马克装置又称环流器，是一个由环形封闭磁场构成的“磁笼”。等离子体被约束在这个“磁笼”之中，其形状恰似一个中空的面包圈，等离子体环中会感应出一个强大的环电流。随着各国大小不一的托卡马克装置相继建成、投入运行并开展实验，托卡马克展现出了较为乐观的前景：等离子体温度达到了数百万度，等离子体的约束效果也颇为显著。科学家们意识到，倘若扩大此类装置的规模，便有可能获取接近聚变条件的等离子体。

20 世纪 90 年代，在欧洲、日本、美国的几个大型托卡马克装置上，聚变能研究实现了突破性进展。无论是在等离子体温度、稳定性还是约束方面，都已基本满足产生大规模核聚变的条件。初步进行的氘 - 氚反应实验，成功获得了 16 兆瓦的聚变功率。可以说，聚变能的科学可行性已基本得到证实，此时已然可以考虑建造“聚变能实验堆”，为研究大规模核聚变创造条件。