
核能作爲一種零碳排放的能源形式,在減緩氣候變化方面具有巨大潛力,其可以在本質上解決人類社會發展與能源需求的矛盾,推動人類進入下一個技術變革時代。核能因其安全性、經濟性且低碳排等優勢,將是未來能源可持續戰略中不可缺少的組成部分。
相比裂變能,聚變能具有諸多優勢。首先,聚變反應的燃料儲量豐富;其次,聚變能的安全性高,不存在反應堆的熔燬風險,是最有希望徹底解決能源和環境問題的根本出路之一。與可再生能源如風能、太陽能和水力發電相比,聚變能源能量密度高、不受地理條件限制、沒有間歇性和不穩定性問題,也不會對環境、自然和生態造成影響。與化石燃料發電相比,聚變能電站不會產生二氧化碳等溫室氣體。
聚變能開發是能源研究最前沿的研發領域,也是國家的重大戰略規劃。核聚變能的廣泛應用將改變全球能源格局,減少對化石燃料的依賴,提高能源自給率。
早在1950年,蘇聯科學家伊戈爾·塔姆(Igor Yevgenyevich Tamm,1958年獲諾貝爾物理學獎)與當時他的學生安德烈·德米特里耶維奇·薩哈羅夫(Andrei Dmitrievich Sakharov,1975年獲諾貝爾和平獎)就提出磁約束概念。之後塔姆與薩哈羅夫提出了磁約束聚變託卡馬克概念。
託卡馬克裝置是典型的磁約束聚變裝置,主要由爲等離子體提供清潔環境的真空室及爲控制與約束等離子體的磁體系統組成,其主要結構如圖1所示。
託卡馬克裝置作爲實現可控核聚變最有前景的途徑之一,在過去幾十年取得了顯著進展,特別是全超導託卡馬克的出現,爲實現長時間乃至穩態高性能等離子體運行提供了可能,爲實現穩態可控核聚變帶來了希望。

圖1 託卡馬克裝置基本結構
2.1 俄羅斯先驅託卡馬克裝置
作爲託卡馬克裝置的發源地,從1954—1995年,蘇聯陸續建造了20多個託卡馬克裝置,包括由常規導體材料,如銅、鋁等製造的磁體系統組成的常規託卡馬克裝置(以下簡稱“託卡馬克”),以及由超導材料製造的磁體系統組成的託卡馬克裝置(以下簡稱“超導託卡馬克”)。
1954年,蘇聯建造了一個早期環形等離子體裝置TMP。雖然TMP在託卡馬克發展歷程中有重要地位,爲後續託卡馬克裝置的提出提供了有益經驗和借鑑,但它通常不被認爲是第一個嚴格意義上的託卡馬克裝置。直到1958年蘇聯在庫爾恰托夫研究所建成了託卡馬克裝置T−1(圖2)。T−1的成功運行,使其被認爲是世界上第一個託卡馬克裝置。

圖2 世界首個託卡馬克裝置T−1
爲改善等離子體性能,蘇聯於1959年又建造了託卡馬克系統T−2。隨後,蘇聯在1968年建造的託卡馬克裝置T−3中獲得等離子體電子溫度大於1 keV,電流脈衝寬度大約爲50 ms,能量約束時間達到7 ms,10倍於當時受困於Bohm擴散極限的其他類型聚變實驗裝置,這在當時是歷史性的突破。
20世紀70年代中期,世界各地建造了數十臺託卡馬克裝置。到20世紀70年代末,在這些裝置上陸續實現了聚變反應所需的溫度、密度條件,儘管不是在同一個託卡馬克裝置及同時實現的。屆時國際聚變界形成一個共識,即只要託卡馬克等離子體足夠大,就可以提高等離子體能量約束時間,產生足夠大的等離子體電流,輔以外部加熱,如高能中性束加熱,就可將等離子體的參數提高至核聚變反應所需條件。
2.2 首個實現顯著氘−氚聚變反應功率的託卡馬克TFTR
1975年,美國能源部批准了在美國普林斯頓等離子體物理國家實驗室(PPPL)建造大型託卡馬克裝置託卡馬克聚變試驗堆(TFTR)項目。TFTR的主要目標之一就是實現氘−氚聚變反應,開展燃燒等離子體實驗研究。PPPL分別於1975及1976年開展了TFTR的概念設計與工程設計,並於1982年建成了TFTR託卡馬克裝置(圖3)。TFTR是全球首個實現顯著氘−氚聚變反應功率的託卡馬克裝置。1993年TFTR在世界上率先採用50%氘與50%氚開展氘氚聚變反應實驗,並在1994年產生了超過10 MW的聚變功率,並創造了7.9×1020 keV m-3s聚變三乘積(即等離子體密度、溫度與約束時間的乘積)世界紀錄。

圖3 美國TFTR託卡馬克裝置
TFTR在國際託卡馬克實驗研究領域發現了諸多重要現象,並持續性開展研究。TFTR發現了氘氚聚變反應中的阿爾法粒子自加熱現象,並對阿爾法粒子自加熱開展了測量。1986年在TFTR實驗中發現了靴帶電流又稱自舉電流現象。首次發現了氣球模,理解氣球模的非線性行爲和控制氣球模,對於實現高效的等離子體約束及未來聚變堆的建設有重要意義。1995年,在TFTR上發現了一種新的稱爲增強反剪切託卡馬克等離子體約束機制,極大降低了等離子體的擾動,提高了等離子體穩定性。其後期在材料和工程方面的研究,特別是面對高能中子輻照、高熱負荷材料性能研究及託卡馬克退役除氚技術研究等方面爲國際聚變界提供了寶貴經驗。TFTR在1997年退役。
2.3 實現最高核聚變反應功率與聚變能的託卡馬克裝置JET
1971年,歐洲原子能委員會提出建造可實現聚變能增益Q≥1的大型託卡馬克裝置的動議,並於1977年選址在英國牛津郡的卡拉姆聚變能源中心。1978年,該項目獲得正式批覆,並於同年開工建造,取名爲歐洲聯合環(JET)。JET於1983年建成,並獲得第一次等離子體放電,是當時世界上最大的託卡馬克裝置(圖4)。在1997年,JET開展了具有里程碑意義的氘−氚聚變實驗,產生了16 MW的聚變功率,這也是迄今爲止世界上託卡馬克裝置實現的最高聚變功率輸出。2021年,JET實現59 MJ氘−氚聚變反應能量,2023年,實現了69 MJ的氘−氚聚變反應(圖5),至今仍保持世界託卡馬克系統獲得的最高聚變能輸出。JET與TFTR的氘−氚實驗,驗證了在託卡馬克裝置上實現氘−氚聚變反應的科學可行性。

圖4 JET託卡馬克裝置

圖5 JET4次典型氘氚聚變反應功率及能量
JET是世界上最早採用非圓截面等離子體燃燒室設計的託卡馬克裝置之一,可有效改善等離子體的參數及運行。JET也是國際上首次成功驗證採用遙操作系統維護與維修託卡馬克內部部件的技術及驗證了氚回收和安全管理,JET的實驗研究不僅推動了聚變科學的發展,也爲國際熱核聚變實驗堆(ITER)項目的成功實施奠定了堅實的基礎。在完成了40多年的運行之後,JET於2023年12月正式退役。
2.4 首個實現聚變能等效增益大於1的託卡馬克JT−60U
1985年日本原子能研究開發機構(JAEA)在茨城縣那珂市的核融合科學研究所建成JT−60大型託卡馬克裝置(圖6)。1996年,JT−60U在世界上首次實現了聚變能等效增益Q值達到1.05,並於1998年實現了等效聚變能增益超過1.25的新世界紀錄,這是迄今世界上在託卡馬克系統上實現的最高聚變增益。

圖6 JT−60/JT−60U託卡馬克裝置
JT−60U自1991年運行以來,在等離子體物理研究和聚變技術開發方面取得了多項重要成果。JT−60U在長脈衝等離子體運行方面,能夠維持高溫等離子體超過100 s,這對於非超導大型託卡馬克系統來說無疑是最高水平。JT−60U至今還保持的另一項世界紀錄是其獲得了5.2億°C等離子體離子溫度。JT−60U託卡馬克於2010年退役。
2.5 首次發現託卡馬克運行H−模的裝置ASDEX
歐洲除了JET託卡馬克裝置外,還有1980年在德國馬普等離子體物理研究所建成的軸對稱偏濾器實驗裝置(ASDEX)託卡馬克裝置和1991年建成的託卡馬克裝置ASDEX−U(圖7)。

圖7 德國託卡馬克裝置ASDEX−U
1982年,ASDEX在國際上首次發現了一種新型託卡馬克的運行模式H−模(High−Mode,高約束模式)。H−模使得粒子和能量約束時間顯著提高,顯著改善了託卡馬克等離子體的能量約束性能,成爲現代託卡馬克裝置的標準運行模式。H−模爲提高託卡馬克聚變反應堆的經濟性帶來希望,並極大推動了核聚變研究的發展。
ASDEX是世界上最早成功採用軸對稱偏濾器設計的託卡馬克之一,成功驗證了偏濾器在覈聚變裝置中的重要作用,深入開展了等離子體雜質排出、輻射損耗控制、等離子體與壁相互作用影響的研究。
ASDEX−U創造性地採用了鎢作爲面向高溫等離子體的第一壁材料,是全球首個運行於鎢金屬壁環境下的託卡馬克,並開展了卓有成效的實驗研究。ASDEX−U首次驗證了共振磁擾動(RMP)技術可以有效抑制或緩解邊緣局域模(ELM),爲ITER實施ELM控制提供技術基礎及實驗方案。
2.6 保持2項世界紀錄的託卡馬克Alcator C−Mod
1970年,美國原子能委員會批准了美國麻省理工學院等離子體科學與聚變中心(PSFC)建造一個等離子體中心磁場可達10 T的名爲Alcator(Alto Campo Toro,意大利語,意爲強場環)的強場託卡馬克裝置計劃。Alcator於1972年建成,這是世界上第一個強場、緊湊型託卡馬克裝置,是全球最先進的高場聚變實驗裝置之一。Alcator也是第一個開創性地取消了託卡馬克變壓器鐵芯結構的託卡馬克裝置,簡化了託卡馬克裝置結構,改善了託卡馬克裝置的可接近性。
1978年Alcator A在8.7 T等離子體中心場運行條件下獲得了2.4×1019 keV·m−3 ·s當時世界最高記錄聚變三乘積。Alcator C於1976年建成,其設計的最高中心場可達13 T,是至今最高中心場強託卡馬克裝置,並在1984年獲得 1.2×1020 keV·m−3 ·s聚變三乘積,打破了Alcator A創造的世界紀錄。
Alcator C−Mod託卡馬克於1991年建成,秉承了緊湊型強場託卡馬克裝置的特點(圖8)。在 Alcator C−Mod託卡馬克上首次發現了被稱爲改善的高約束運行模式I−模(Improved Mode),並開展了系統研究。2016年,Alcator C−Mod創造了相當於2大氣壓的高溫等離子體壓力世界紀錄,並保持至今。同年,Alcator C−Mod正式退役。

圖8 強場託卡馬克Alcator C−Mod
2.7 常規託卡馬克對聚變的發展發揮了重要作用
國際上曾建造過大小不同的100多個託卡馬克裝置,爲國際聚變界提供了海量實驗數據,這些寶貴的實驗數據對建立可預測等離子體行爲的數學模型的定標律具有重要意義。
在常規託卡馬克發展過程中,等離子體聚變三重積指標從70年代的約1016 keV·m−3 ·s躍升至20世紀90年代的1021 keV·m−3 ·s,實現了5個數量級的跨越式提升,極大推動了託卡馬克聚變科學與技術的進步。上述在國際上具有重要影響的託卡馬克系統的建造及成功運行,特別是其實驗結果證明了磁約束受控核聚變作爲人類理想能源的科學可行性,標誌着國際可控核聚變領域進入了一個新階段。
爲解決託卡馬克採用常規導體制造的線圈在大電流運行時過熱,從而只能短脈衝運行的缺點,蘇聯科學家創新地提出採用超導材料製造託卡馬克磁體系統。
3.1 首個超導託卡馬克T−7及首個大型超導託卡馬克T−15
1978年,蘇聯科學家設計建造了世界首個環向場磁體採用超導材料製造的超導託卡馬克裝置T−7(圖9)。該裝置的主要目的是:獲得應用於託卡馬克的超導磁體研發經驗,提高託卡馬克的運行效率。

圖9 世界首個超導託卡馬克裝置T−7
T−7是核聚變研究史上的一個重要里程碑,具有重要的科學和工程意義。T−7的成功運行標誌着核聚變研究進入了一個新的時代,對全球核聚變能源研究產生了深遠的影響。T−7於1988年退役。中國科學院等離子體物理研究所基於T−7於1994年建造了中國第一個,也是世界第四個超導託卡馬克HT−7。
爲改善超導託卡馬克的性能,蘇聯科學家於1988年建造了一個大型超導託卡馬克裝置T−15(圖10),是當時最大的超導託卡馬克裝置。T−15的成功建造標誌着核聚變研究領域的又一個重要里程碑,充分展示了超導技術在大型託卡馬克裝置中的潛力,爲大型超導託卡馬克的設計、製造和調試積累了寶貴經驗。

圖10 大型超導託卡馬克裝置T−15
3.2 首個等離子體運行時長超過1萬s的超導託卡馬克TRIAM−1M
1979年,日本九州大學建成了採用超導環向場磁體的超導託卡馬克TRIAM,1986年升級爲TRIAM−1M(圖11)。TRIAM−1M 是世界上首次採用先進超導材料Nb3Sn製造超導磁體的託卡馬克裝置,其等離子體中心環向場可高達8 T的強磁場,這是當時少數超過8 T的強場託卡馬克裝置之一。1995年,TRIAM−1M在20 kA等離子體電流下維持了120 min(2h)的穩態運行,2001年在同樣等離子體電流下維持了190 min(3h 10min)的穩態運行及15 kA等離子體電流下維持超過5h 16min的超長時間穩態運行世界紀錄,並保持至今。TRIAM−1M的成功運行證明了超導託卡馬克裝置在長時間穩態模式下運行的可行性,是核聚變研究史上的又一個重要里程碑。

圖11 超導託卡馬克裝置TRIAM−1M
3.3 首個採用1.8 K超流氦冷卻的超導託卡馬克Tore Supra
1988年,在位於法國南部卡德拉舍(Cadarache)的法國原子能與替代能源委員會(CEA)的核基地建成了超導託卡馬克Tore Supra(圖12)。

圖12 超導託卡馬克Tore Supra
Tore Supra是世界上首個採用1.8 K(約爲−271°C)超流氦低溫系統對超導磁體實施冷卻的託卡馬克裝置,也是世界上首次實現超過6 min長脈衝高功率等離子體運行的託卡馬克裝置。Tore Supra也是首個設計主動冷卻真空室的託卡馬克裝置,使其具備在高參數等離子體條件下實現長脈衝運行的能力。
2016年,Tore Supra改造爲鎢環境下穩態託卡馬克(WEST)超導託卡馬克裝置。Tore Supra與WEST爲長脈衝核聚變能研究奠定了重要基礎,並直接支持了ITER等國際項目的進展。
爲實現託卡馬克穩態運行,1992年美國普林斯頓等離子體物理實驗室首次提出將極向場與中心螺管磁體也採用超導技術的託卡馬克物理實驗(TPX)全超導託卡馬克項目。由於美國政府預算限制和美國聚變能科學計劃的調整,TPX項目在1995年被取消。儘管TPX項目最終被取消,但其所開展的物理設計和工程設計對聚變科學的發展產生了重要且深遠的影響,爲聚變能研究領域留下了寶貴的遺產。
4.1 首個全超導託卡馬克EAST(原名HT−7U)
2006年9月,在中國科學院等離子體物理研究所建成了國家九五重大科學工程“HT−7U超導託卡馬克核聚變實驗裝置”,後改名爲實驗先進超導託卡馬克,又名東方超環(EAST),這是世界上第一個全超導託卡馬克系統(圖13)。

圖13 全超導託卡馬克EAST
在2025年1月20日,EAST成功實現了上億度1066 s穩態長脈衝高約束模等離子體運行,創造了託卡馬克裝置高約束模(H−Mode)運行時長的世界紀錄,驗證了聚變堆在高約束模下長脈衝運行的可行性,標誌着中國在高溫等離子體研究領域進入了世界聚變界的領先方陣。EAST長脈衝運行實驗爲未來聚變反應堆的連續運行提供了重要數據。EAST的研究成果不僅提升了中國在國際核聚變領域的地位,也爲全球核聚變能源研究做出了重要貢獻。
4.2 韓國全超導託卡馬克KSTAR
韓國國家聚變研究所(NFRI)於2008年6月成功建造了全超導託卡馬克KSTAR(圖14),並於2010年實現了高性能約束(H−Mode)的等離子體運行。2018年,KSTAR首次實現了等離子體離子溫度超過1億°C的等離子體運行,並在2020年將這一高溫等離子體維持了20 s,創造了當時的世界紀錄。KSTAR的成功建造是韓國聚變領域的一次飛躍,該研究成果提升了韓國在國際核聚變領域的地位。

圖14 全超導託卡馬克KSTAR
4.3 目前世界最大的全超導託卡馬克JT−60SA
超級先進日本環(JT−60SA)是JT−60的升級版本,是目前全球最大的全超導託卡馬克,2018年,日本發佈了由日本與歐盟聯合制定的“JT−60SA研究計劃”。2020年,由日本原子能研究開發機構(JAEA)和歐洲聚變能源組織共同合作建造的JT−60SA全超導託卡馬克裝置完成總裝(圖15)。

圖15 世界最大的全超導託卡馬克JT−60SA
在2024年11月召開的亞太等離子體物理大會上,JT−60SA團隊報告了成功將等離子體電流提升到1.2 MA的成果,這是目前在超導託卡馬克上實現的最高等離子體電流,並獲得了160 m3的等離子體體積,2024年被收錄吉尼斯世界紀錄,打破了JET保持近40年的100 m3等離子體體積的世界紀錄。JT−60SA的投入使用標誌着日本核聚變的一個重要的里程碑。
4.4 世界首個全超導託卡馬克核聚變實驗堆ITER
ITER是目前全球規模最大、影響最深遠的核聚變研究項目計劃(圖16)。

圖16 全超導託卡馬克核聚變實驗堆ITER(圖片來源:ITER Organization)
在國際原子能機構IAEA的組織下,由美國、蘇聯、歐洲和日本組成的四方經討論確定了合作機制,1988—1991年開展了ITER概念設計,1992—1998年完成了工程設計及關鍵技術預研,1999—2001年完成了修改完善設計聚變能先進託卡馬克(ITER−FEAT)。ITER的設計體現了當前世界最先進的託卡馬克技術,擁有多項世界之最。ITER是按50-70萬千萬聚變反應堆的規模開展設計的,其可實現在500 MW聚變能的輸出條件下運行時間大於400秒,聚變能增益Q大於10,或250 MW聚變能的輸出條件下運行時間大於3000秒,聚變能增益Q大於5,並可探索聚變能增益Q大於30的聚變點火實驗能力。
ITER項目是全球核聚變研究的核心工程,2006年11月21日中國、歐盟、美國、日本、俄羅斯、印度及韓國七方政府代表簽署了《建立ITER國際聚變能組織聯合實施國際熱核聚變實驗堆計劃協定》,共計35個國家參與在法國南部開展的ITER建造,通過國際合作促進了聚變科學和技術的全球共享與發展,ITER的成功建設和運行將爲未來商用聚變堆的建造奠定基礎,推動聚變能從實驗室走向實際應用,還將推動多個領域的科技進步,爲解決全球能源危機、環境污染問題以及實現碳中和目標提供重要解決方案。
4.5 世界首個高溫超導託卡馬克實驗堆SPARC
實現競爭目標的最迅速方案(SPARC)高溫超導託卡馬克系統計劃2026年建成。2021年CFS成功研發了高溫超導環向場模型磁體,是迄今爲止在20 K運行溫度下實現20 T世界最高磁場的大型超導磁體。
CFS的下一步目標是建造200~250 MWe發電功率的聚變反應堆緊湊型經濟適用反應堆(ARC),圖17是ARC聚變電站示意。圖18是託卡馬克聚變能增益Q與等離子體中心環向場(B0)、等離子體大半徑(R0)及等離子體體積(Vp)的關係曲線。

圖17 ARC聚變電站示意

圖18 託卡馬克聚變能增益Q與等離子體中心環向場(B0)、等離子體大半徑(R0)及等離子體體積(Vp)關係曲線
5.1 聚變堆燃燒等離子體機理研究
託卡馬克裝置利用其自身的強大等離子體電流及外部磁體線圈產生的強磁場將高溫等離子體約束在環形真空室內,這種形態高能等離子體會產生各種磁流體不穩定性。目前聚變堆燃燒等離子體(Q>5)的穩定性機理,仍然是沒有徹底解決的問題,嚴重影響等離子體的約束和整體性能。
5.2 聚變堆燃料的高效循環
未來聚變堆燃料循環處理系統的一個關鍵技術與安全挑戰是如何保證燃料循環處理系統可以安全、可靠、穩定及高效地處理數千克的聚變燃料,特別是氚燃料。
聚變等離子體氚的燃燒率對燃料循環處理系統中的氚儲量及對氚循環處理能力的要求有重要影響。ITER的燃燒率僅爲0.3%,提高聚變反應的燃燒率將有助於顯著降低氚儲量及氚處理能力的要求,從而減小燃料循環處理系統的規模,降低工程難度、造價和運行成本,增強系統的安全性。
由於氚的放射性、稀有、昂貴等屬性,在聚變堆燃料的循環處理系統中氚的處理及收集是重中之重,必須做到“應收盡收”。
5.3 氚自持技術及防護安全
未來氘氚聚變電站反應堆所需的第一爐氚必須由外源氚提供,而維持聚變堆核反應的氚燃料必須通過聚變反應所生成的中子與鋰反應生成氚,從而實現聚變堆氚燃料的自持。
由於氚是放射性物質,其對人類的主要安全影響在於進入人體內可能造成的危害。在聚變堆項目設計的初期,如在概念設計階段,就必須將其安全防護及對環境影響的要求納入項目的總體要求中,並貫穿設計、製造、安裝、調試、運行、維護、退役等項目全過程。安全要求必須根據項目的進展及國家的法規及時更新。
5.4 託卡馬克聚變堆材料
面臨挑戰的託卡馬克聚變堆材料主要是堆內結構材料、面向等離子體的材料、中子倍增材料、氚增值材料、防氚滲透材料等。
5.5 其他關鍵技術
託卡馬克聚變堆穩態運行下具有熱耗散問題,裝置主機燃燒室內部部件與冷卻迴路設計的關鍵參數,是保證聚變堆運行佔空比、運行壽命與運行安全的重要因素。
人工智能在等離子體狀態預測和等離子體控制方面展現出巨大潛力,開發先進的有效控制算法和實時反饋系統爲聚變能研究提供了有效的控制手段。
超導磁體技術是實現全超導託卡馬克的關鍵。然而,大型超導磁體的製造工藝、冷卻系統和失超保護等方面仍存在諸多挑戰。提高超導材料的臨界電流密度、降低製造成本、提高系統可靠性是未來研究的重點。
國際聚變界仍在探索先進託卡馬克概念,如球形託卡馬克、緊湊型託卡馬克等新型設計。這些概念旨在提高等離子體性能、降低裝置規模和成本。
爲實現聚變商業化,託卡馬克聚變反應堆的能量增益必須足夠大。經國際聚變界幾十年的持續努力,“聚變三乘積”有了較大的提高(圖19)。

圖19 不同路徑聚變技術方案的裝置已實現及預期的“聚變三乘積”
聚變堆託卡馬克的發展將沿着聚變實驗堆(如正在建造的ITER)、示範發電堆(DEMO)和聚變能商業化應用3個階段推進。示範發電堆建設是連接實驗堆和商用堆的關鍵環節。這些示範堆旨在驗證託卡馬克聚變能發電的工程可行性,爲後續商用堆的設計和建造奠定基礎。表1給出了世界主要國家和地區託卡馬克型聚變示範堆及商業化發電規劃。若關鍵技術得以突破,核聚變有望在21世紀下半葉成爲基荷能源,重塑全球能源格局。
表1 中國及其他國家和地區託卡馬克示範堆與商用堆規劃

若聚變能的開發可在2040年代商業化,將有望在2050年佔據3萬億美元/年化石能源的市場。所以聚變能的商業化前景備受關注。據不完全統計,當前全球範圍內有50多家商業公司正致力於實現聚變能源商業化。根據FIA對45家聚變公司的調研信息,行業融資規模持續攀升。各國政府對聚變能開發的關注度也在提升,一個關鍵共識在形成,即:將聚變能源技術路徑可行性驗證的聚變試驗堆工程交由市場主體主導。另外,需要指出的是,目前國際上也在積極探索非託卡馬克型的聚變堆技術路線。特別是國際上興起的衆多聚變商業公司在積極探索非託卡馬克型技術路線及無中子聚變。
聚變能的實現不僅將徹底改變人類的能源格局,還將爲人類應對氣候變化、實現可持續發展提供重要解決方案。
ITER等國際大科學工程的推進,爲聚變能研發提供了重要平臺。然而,實現聚變能商業化應用仍面臨諸多挑戰,需要在等離子體物理、材料科學、工程技術等多個領域取得突破。
未來,隨着聚變示範堆的建設、先進概念的探索和新技術的應用,聚變能有望逐步走向實際應用。然而,這一過程需要長期、持續的努力,以及全球範圍內的合作與投入。


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