一、我国核能发展分三步走：

近中期目标是优化自主第三代核电技术；中长期目标是开发以钠冷快堆为主的第四代核能系统，积极开发模块化小堆、开拓核能供热和核动力等利用领域；长远目标则是发展核聚变技术。中国自 20 世纪 90 年代开始托卡马克研究，先后建成运行合肥超环（HT-7）、中国环流器二号（HL-2A）及东方超环（EAST）等装置。2006 年中国正式加入 ITER 项目，负责完成了 ITER 装置多个重要部件的设计、制造与装配任务。

中国根据自己的国情，制定了中国磁约束聚变能发展路线图。中国磁约束聚变能的开发将分为 3 个阶段：

第一阶段，力争在 2025 年推动中国聚变工程试验堆立项并开始装置建设；

第二阶段，到 2035 年建成中国聚变工程试验堆，调试运行并开展物理实验；

第三阶段，到 2050 年开始建设商业聚变示范电站。CFETR 将着力解决一系列存在于 ITER 和 DEMO 之间的科学与技术挑战，包括实现氘氚聚变等离子体稳态运行，公斤级氚的增殖、循环与自持技术，可长时间承受高热符合、高中子辐照的第一壁和先进偏滤器材料技术等。合肥综合性国家科学中心的“十三五”重大科技基础设施“聚变堆主机关键系统综合研究设施”项目正在建设中，将瞄准聚变堆主机关键系统设计研制，建设国际一流开放性综合测试和研究设施，这为中国掌握未来聚变堆必备的关键工程技术创造了有利条件。

目前，国内在积极参与 ITER 计划的建造和实验，消化和吸收 ITER 技术和经验，努力缩短与发达国家的技术差距。目前全球磁约束聚变装置包括中国 EAST、中国 CFETR 装置与全球 ITER、韩国 DEMO（K-DEMO）、日本 DEMO（JA-DEMO）、欧盟 DEMO（EU-DEMO）。磁约束核聚变距离聚变能源的商业应用还比较远。对磁约束聚变而言，实现大量聚变反应所需的关键技术是加热、约束（实现聚变）和“维持”（长时间或平均长时间的聚变反应）。未来的磁约束聚变装置必须以长脉冲或者连续方式运行，以便获得可控的聚变能量并稳定输出，这具有相当大的挑战。

此外，聚变能源商业应用前还面临研制能耐高能中子辐照的材料，建立能够实现氚自持的燃料循环等诸多工程技术挑战。

二、布局：全球主要聚变项目梳理

1、ITER

国际热核聚变实验堆 ITER 计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程之一，其目的是通过建造反应堆级核聚变装置，验证和平利用核聚变发电的科学和工程技术可行性，是人类受控核聚变研究走向实用的关键一步。该计划由中国、欧盟、俄罗斯、美国、日本、韩国和印度等七方 30 多个国家共同合作，中国于 2006 年正式加入 ITER 计划，是我国以平等、全权伙伴身份参加的迄今为止规模最大的国际科技合作项目。

中国承担了 18 个采购包的制造任务，涉及磁体支撑系统、气体注入系统、可耐受极高温的反应堆堆芯“第一壁”等核心关键部件。我国依靠自主创新，为 ITER计划的顺利推进做出了重要贡献，例如：（1）研制出世界最大电流的高温超导电流引线，创下了高温超导电流引线载流能力的世界最高记录，实现了我国在高温超导大电流引线领域应用零的突破。研制的大电流超导铠装导体一次性通过严格苛刻的国际验证，性能居 ITER 各方之首，并率先交付 ITER 采购包首件产品，促使我国大型超导导体研制和工业化生产能力跨入国际领先水平。（2）我国交付的 PF6线圈是 ITER 装置主机的最重要部分之一，位于 ITER 装置超导磁体的底部，是目前国际上研制成功的重量最大、难度最高的超导磁体。PF6 线圈所有关键制造工艺及部件全部一次性通过 ITER 国际组认证，双饼制造合格率达到 100%，超导接头性能显著优于 ITER 技术要求 。PF6 线圈的成功制造不仅打破了发达国家在这一领域的技术壁垒，生产设备实现了全国产化，同时还发展和完善了超导磁体制造的标准和相关规范。

2、 EAST

EAST（即“东方超环”）是我国自行设计研制的世界上第一个“全超导非圆截面托卡马克”核聚变实验装置，它同时具有上亿温度的“超高温”、零下 269 度的“超低温”、“超大电流”、“超强磁场”、“超高真空”等极限条件，项目难度非常大，它的成功建设和运行是中国可控核聚变研究的里程碑式突破。

EAST 的大小半径虽然只有国际热核聚变试验堆（即 ITER）的 1/3 和 1/4，但位形与 ITER 相似且更加灵活，而且将比 ITER 早 10-15 年投入运行。EAST 是一个近堆芯高参数和稳态先进等离子体运行科学问题的重要实验平台，它将是在ITER 之前国际上最重要的稳态偏滤器托卡马克物理实验基地。

2023 年 4 月 12 日 21 时，一项新的世界纪录诞生——正在运行的世界首个全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功实现了 403 秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，刷新了 2017 年托卡马克装置高约束模式运行 101 秒的纪录。

3、 CFETR

中国聚变工程试验堆（CFETR）是中国自主开发和设计的下一代聚变装置，旨在弥补 ITER 和未来聚变堆之间的差距，已进行了数轮总体工程设计。CFETR 将分2 个阶段运行：第一阶段的目标是实现 50~200MW 的聚变功率，聚变增益 Q=1~5，氚增值率 TBR>1.0，中子辐照效应~10dpa；第二阶段的目标是聚变功率>1GW，聚变增益 Q>10，在中子辐照效应~50dpa 的条件下进行托卡马克 DEMO 验证。CFETR 装置大半径 R=7.2m，小半径 a=2.2m，可以兼容第一阶段和第二阶段的目标。