核聚变当前发展进展分析（国内+国际维度）

核聚变作为被誉为“终极能源”的清洁高效能源形式，其核心是模拟太阳发光发热原理，将氢同位素（氘、氚）在极高温度、极高压力下融合形成氦，释放巨额能量，具有燃料储量丰富、无长期放射性废物、无污染排放等显著优势。目前，全球核聚变研究已从基础物理探索迈入工程验证与商业化加速的关键阶段，国内外均取得多项突破性进展，同时也面临着共性技术挑战，以下从国内、国际两个维度详细展开分析。

一、国际维度：多国协同攻坚，商业化探索提速

国际核聚变研究以多国协同攻关与各国自主突破并行，核心聚焦磁约束核聚变（托卡马克为主流路线）和激光惯性约束核聚变两大技术方向，其中多国共建的国际热核聚变实验堆（ITER）是全球合作的核心平台，同时私营企业的参与推动商业化进程进入新阶段。

（一）核心国际合作项目：ITER计划达成关键里程碑

ITER计划由欧盟、中国、美国、日本、韩国、印度和俄罗斯等30多个国家共同资助、协同建造，是全球规模最大、技术最复杂的核聚变科技合作项目，旨在验证可控核聚变技术的商业化可行性，其目标是实现输入50兆瓦加热功率、输出500兆瓦聚变功率的十倍能量增益，为后续聚变电站建设奠定基础。

2025年5月，ITER组织宣布达成里程碑式成就——完成“电磁心脏”（世界最大、最强的脉冲超导电磁体系统）的全部组件建造，该系统是托卡马克装置的核心，由中心螺线管和六个环形极向场磁体组成，其中环形极向场磁体有中国参与制造，磁体馈线系统（被誉为磁体系统“生命线”）由中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所研制。中心螺线管高达18米、直径4.25米，磁场强度达13特斯拉，相当于地球磁场的28万倍，可承受的力堪比航天飞机发射推力的两倍，完整组装后整个脉冲磁体系统重量接近3000吨。

截至2026年初，ITER计划仍处于组件组装与系统调试阶段，其独特价值不仅在于技术的复杂性，更在于跨越地缘政治的国际合作框架，数千名科学家和工程师在三大洲数百家工厂协同发力，仅磁体制造所需的超导线材就超过10万公里，由6个国家的9家工厂联合生产。尽管项目曾因技术复杂、各国协同难度大出现工期调整，但核心组件的完工标志着人类向可控核聚变迈出关键一步。

（二）各国自主突破：多路线并行，关键指标持续刷新

除ITER合作外，美国、欧洲、日本等国家和地区在核聚变领域的自主研究也持续取得突破，形成多技术路线竞争的格局。

美国聚焦双路线推进：一方面，激光惯性约束核聚变领域，美国国家点火装置（NIF）在2023年实现能量净增益（输出能量大于输入能量），成为全球首个实现该突破的装置，但受限于激光惯性路线的特性，目前仍难以实现持续稳定供电，后续重点突破长脉冲运行与能量转化效率问题；另一方面，磁约束核聚变领域，美国私营企业主导的SPARC项目采用高温超导托卡马克技术，与中国、英国的相关路线形成呼应，目标是快速实现氘氚等效净能量增益，推动商业化落地。此外，美国Helion Energy公司获得微软20亿美元购电协议，成为私营企业推动核聚变商业化的标志性事件。

欧洲侧重基础研究与工程验证：德国Wendelstein 7-X仿星器（磁约束核聚变的另一种装置类型）持续开展长脉冲运行实验，2025年实现100秒连续放电的突破性成果，其聚变三重积达到(1.12±0.07)·10²⁰m⁻³kevs，重点验证仿星器装置的准对称磁场位形优势——仿星器虽结构更复杂、建造难度更高，但运行稳定性优于传统托卡马克，被认为是未来核聚变的潜在路线之一；欧盟各国还依托ITER项目，同步推进聚变堆相关关键技术研发，聚焦超导磁体、等离子体控制等核心领域，为后续欧洲自主聚变示范堆建设积累经验。

日本聚焦小型化与技术迭代：日本JT-60SA托卡马克装置（与欧盟合作建造）是目前全球最大的超导托卡马克装置之一，设计温度达2亿℃，2024年实现1.2亿度等离子体持续运行30秒，重点验证先进偏滤器技术（用于排出聚变反应产生的杂质与热量），其核心技术可直接为ITER项目提供支撑。同时，日本在聚变燃料循环、超导材料等细分领域保持技术优势，聚焦小型化聚变装置研发，探索分布式聚变供电的可行性。

（三）国际商业化探索：私营资本涌入，时间预期分化

过去5年，全球私营企业对核聚变能源研发的投资激增，2025年全球聚变领域融资额突破120亿美元，较三年前增长400%，推动核聚变从“实验室走向产业化”的进程加速。目前，全球已有30多家私营核聚变企业布局相关领域，但其给出的商业化时间预期差异较大，从2028年到2040年不等，核心原因在于技术路线不同，且每种路线均需解决基础工程难题（如长脉冲稳定运行、能量转化、成本控制等）。

除美国Helion Energy、SPARC相关企业外，英国First Light Fusion获得软银领投的8亿美元融资，聚焦惯性约束路线的商业化探索；欧洲、日本也有多家私营企业切入聚变核心部件制造领域，与公立科研机构形成互补，推动技术迭代与成本降低。国际学界普遍认为，尽管私营资本的涌入加速了进程，但核聚变真正实现规模化商业发电，仍需突破一系列工程与成本瓶颈，大概率要到2030年后逐步落地。

二、国内维度：自主创新突破，“国家队+民企”协同发力

我国核聚变研究起步虽晚，但发展迅速，目前已形成“公立科研机构主导核心突破、民营企业探索商业化路线”的双轨格局，在磁约束核聚变（托卡马克路线）领域实现从跟跑到并跑、部分技术领跑的跨越，核心装置性能、关键技术水平跻身国际第一方阵，同时深度参与国际合作，贡献中国力量。

（一）核心实验装置：多项世界纪录刷新，奠定领先基础

我国已建成多座高水平核聚变实验装置，形成覆盖基础研究、工程验证的装置体系，其中EAST（东方超环）、HL-2M（中国环流器二号M）、HL-3（中国环流3号）是核心代表，持续刷新全球托卡马克装置运行纪录。

EAST（东方超环）：作为我国全超导非圆截面托卡马克装置，EAST是国际上唯一具备与ITER类似加热方式和偏滤器结构的磁约束聚变实验装置，也是唯一能在百秒量级条件上全面演示和验证ITER未来400秒科学研究的实验装置。该装置持续实现突破性进展：2025年1月实现超亿度、1066秒的长脉冲高约束模等离子体运行，创下托卡马克装置稳态高约束模运行新的世界纪录；2025年10月再次刷新纪录，实现可重复的1.2亿度101秒等离子体运行和1.6亿度20秒等离子体运行；2026年初春，EAST实现重大物理突破，等离子体密度冲破困扰学界四十年的格林沃尔德极限，在1.65倍临界值上方稳定运行，相关成果发表于《自然》期刊，为磁约束核聚变装置高密度运行提供了重要物理依据。此外，2026年1月，EAST实验证实托卡马克密度自由区的存在，找到突破密度极限的方法，进一步完善了核聚变物理理论。

HL-2M（中国环流器二号M）：2020年12月建成并实现首次放电，是我国目前规模最大、参数最高的先进托卡马克装置，等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到2.5兆安培以上，等离子体离子温度可达到1.5亿度。2022年10月，HL-2M等离子体电流突破100万安培，创造了中国可控核聚变装置运行新纪录，标志着我国在大型先进托卡马克装置的设计、建造、运行技术上实现自主突破，为我国核聚变堆的自主设计与建造打下坚实基础，也成为我国消化吸收ITER技术的重要平台。

HL-3（中国环流3号）：作为我国最新建成的核聚变科学设施，与HL-1、EAST、HL-2M共同构成我国核聚变装置体系，进一步完善了我国从基础研究到工程验证的全链条布局。2025年底，该装置已实现1500秒的等离子体运行，进一步验证了磁约束核聚变的长脉冲能力，目前正聚焦高参数等离子体运行与关键技术验证持续开展实验。

（二）关键技术突破：核心领域自主可控，支撑工程化推进

我国在核聚变核心技术领域持续攻关，逐步实现自主可控，打破国外技术垄断，重点突破超导磁体、等离子体控制、聚变燃料循环、核心材料等关键领域，为后续聚变堆建设提供技术支撑。

超导磁体技术：西部超导研发的Nb₃Sn线材临界电流密度达3000A/mm²，超越ITER标准20%，为我国托卡马克装置的超导磁体制造提供核心材料支撑；同时，我国在高温超导材料应用方面取得突破，能量奇点公司研发的洪荒70装置采用稀土钡铜氧化物(REBCO)高温超导材料，将磁体运行温度从4K（液氦）提升至9K（液氮），大幅降低制冷成本与工程复杂度，其中心磁场强度为0.6特斯拉，装置体积仅为传统装置的1/30，大幅提升了装置的紧凑性与效率。

等离子体控制与物理研究：中科院合肥物质科学研究院团队攻克稳态高功率加热、完全非感应的高电流驱动等系列技术难题，EAST装置的AI控制系统（由科大讯飞开发）将扰动预警时间缩短至毫秒级，实现对等离子体的精准控制；同时，我国科研团队发现等离子体壁自组织反馈现象，颠覆了传统认知，为解决等离子体密度崩塌问题提供了新路径。

聚变燃料与核心材料：中核集团研发的固态锂陶瓷模块实现95%氚回收率，解决聚变燃料循环中的关键难题——氚作为核聚变核心燃料之一，可通过锂增殖反应再生，大幅提升燃料利用效率；在装置核心材料方面，我国研发的钨基复合材料用于EAST装置内壁，配合微波预加热技术，使器壁温度梯度控制在±50℃以内，大幅减少金属溅射，为等离子体稳定运行创造条件。

（三）商业化探索：“国家队+民企”互补，加速产业落地

我国核聚变商业化进程近年来加速推进，形成“国家队主导核心系统、民企探索新型路线”的互补格局，同时获得资本市场的广泛关注。

国家队层面：中核集团、中科院等作为核心力量，主导聚变堆核心系统研发与大科学装置建设，正在投资超百亿建设大科学装置，攻克前沿技术难题；中国聚变能源有限公司是国内资金体量最大、股东阵容最强的聚变实施主体，聚焦聚变工程化与商业化推进；2026年，围绕EAST升级、CRAFT、BEST等任务的计划采购项目超120项，总经费近百亿元，进一步推动核心技术的工程化转化。

民营企业层面：国内涌现出多家聚变能源商业公司，多数由科研单位、高校的技术成果孵化而来，聚焦商业化路线探索。其中，能量奇点作为国内第一家聚变能源商业公司，2024年3月建成全球首台全高温超导托卡马克核聚变实验装置洪荒70，该装置国产化率超过96%，核心部件均实现自主研发，从启动到建成仅用时约2年，创造了全球超导托卡马克的最快建造纪录。其实验进程呈现阶梯式突破：2026年1月6日实现120秒稳态长脉冲运行，1月19日提升至335秒，2月2日更是在第5755次实验中实现1337秒（约22分钟）的稳态长脉冲等离子体运行，刷新此前由EAST保持的世界纪录，标志着其从“瞬间演示”迈向“持续运行”的关键阶段。该突破核心得益于AI等离子体反馈控制技术的优化，可实时调整磁场、加热功率等参数，实现等离子体精准锁定。下一步，能量奇点计划2027年建成强磁场紧凑型高温超导托卡马克工程样机“洪荒170”，目标是实现氘氚等效净能量增益（Q＞10），成为全球成本最低的可实现该目标的托卡马克装置。此外，星环聚能、聚变新能等企业也在推进相关技术研发，其中星环聚能即将建设的NTST装置，有望成为全球首个原生负三角球形托卡马克；聚变新能的紧凑型聚变能实验装置（BEST）于2023年1月启动建设，预计2027年建成。

资本市场层面，可控核聚变板块持续升温，2025年可控核聚变指数年内累计涨幅达52.5%，多只相关概念股出现涨停，但目前多数企业的可控核聚变相关产品尚未形成规模化收入，仍处于研发与验证阶段。

（四）国际合作：深度参与ITER，推动技术双向交流

我国作为ITER计划的重要参与方，不仅承担了磁体馈线系统、环形极向场磁体等核心组件的制造任务，还积极参与ITER的实验设计、数据共享与技术交流，为项目推进贡献中国力量。同时，我国与美国、欧洲、日本等国家和地区开展双边合作，比如与欧盟合作开展聚变堆关键技术研发，与日本交流托卡马克装置运行经验，推动我国核聚变技术的国际化发展。此外，我国科研成果也持续走向国际，EAST、HL-2M的多项突破被国际学术期刊报道，提升了我国在全球核聚变领域的话语权。

三、总结：全球攻坚进入关键期，中国贡献持续凸显

总体来看，当前全球核聚变研究已进入“工程验证与商业化加速”的双重阶段，国际上形成“多国协同（ITER）+各国自主+私营发力”的格局，国内则实现“装置领先+技术自主+产业起步”的良好态势，核心突破集中在磁约束核聚变（托卡马克路线），高温超导技术成为推动装置小型化、高效化的重要方向。

从共性挑战来看，无论是国内还是国际，核聚变仍面临三大核心难题：一是长脉冲稳定运行，需实现等离子体在亿度高温下的持续稳定约束，解决能量逃逸、密度崩塌等问题；二是能量转化效率，需突破聚变能量向电能的高效转化技术，降低成本；三是工程化与商业化落地，需解决核心部件的规模化制造、聚变燃料的循环利用等工程难题，缩短商业化时间线。

从发展前景来看，我国凭借EAST等装置的持续突破、关键技术的自主可控，以及“国家队+民企”的协同格局，在全球核聚变竞争中占据重要地位，逐步实现从跟跑到并跑、部分领跑的跨越；国际上，ITER计划的推进与私营资本的涌入，将进一步加速技术迭代。预计未来10-20年，全球将逐步建成聚变示范堆，2040年后有望实现规模化商业发电，核聚变将逐步成为全球能源转型的重要支撑，为人类提供清洁、高效、可持续的“终极能源”。