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够长的时间（温度和密度的乘积称为自由能），使核聚变反应得以持续进行，这一
条件称为“高能量约束”。半个多世纪以来，人们探索受控核聚变的不懈努力均围
绕提高三个参数而展开，并在此过程中形成两种不同的研究途径：磁约束聚变和惯
性约束聚变。
1 等离子体物理学与磁约束聚变堆技术的进展
国际范围的受控核聚变研究始于 20 世纪 40 年代末。美国、苏联和欧盟等发
达经济体总共投入科学家及工程师数千人，年均经费超过 10 亿美元。在此过程中，
托卡马克装置成为磁约束核聚变研究主流。进入 90 年代，欧盟 JET、美国 TFTR 和
日本 JT-60U 等国际著名托卡马克装置相继获得聚变堆级的等离子体参数，输出
16.1 MW 聚变功率、持续时间 4 秒和聚变功率增益因子 1.25，初步验证了磁约束聚
变的科学可行性。聚变堆技术方面，美国、欧盟和日本先后开展了较大规模的氘氚
燃料循环工艺研究，基本掌握了聚变堆氚工厂系统设计的核心技术。美国、欧盟和
日本从 80 年代后期开始，用 14 年时间成功研制出 ITER 装置七大关键部件，证明
了 ITER 计划的工程可行性。
我国受控核聚变研究始于 20 世纪 50 年代，形成核工业西南物理研究院和中
国科学院等离子体物理所两大专业研究机构，相继建成“环流器”系列铜导体托
卡马克和 HT-7/EAST 超导托卡马克。在“863 计划”和“国家重点研发计划”支
持下，我国磁约束核聚变装置的实验条件有了极大提高，具备开展前沿物理实验研
究的能力，相关研究成果步入世界先进行列。我国在聚变堆部件加工制造、超导托
卡马克工程建设以及大科学工程管理等方面，已接近和达到国际先进水平。但在
燃烧等离子体物理、稳态高功率电流驱动 / 加热技术、先进等离子体诊断、燃烧等
离子体性能预测、聚变堆集成设计、大规模理论与数值模拟等方面，距国际先进水
平尚有一定差距。
由中国、欧盟、美国、俄国、日本、韩国和印度七方共同出资的国际热核实验堆
（ITER）计划，汇集了近 50 年来全世界磁约束核聚变研究的主要科学和技术成
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