秦山核电站 地球上的一切事物都依赖太阳的源源不断的能量来维持自身的发展。太阳中心的温度达到1500万摄氏度，气压达到3000亿个大气压以上。在这样的高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，释放出大量的能量。数十亿年来，太阳就像一个巨大的核聚变反应装置，源源不断地向外辐射能量。氢弹爆炸——地球上实现的不可控核聚变。核聚变能是两个较轻的原子核结合形成一个较重的原子核时释放的能量。聚变的主要燃料之一是氘，它是氢的同位素。氘广泛分布于海水中。可控核聚变是根据太阳释放能量的原理，试图将氢弹爆炸瞬间完成的核聚变反应变成可控过程，使释放的能量能够被人类充分利用。聚变反应的燃料是轻核，特别是氘、氚、氦3和锂，其中氘是天然存在的，可以从海水中提取。从一升海水中提取的氘可以释放相当于在完全聚变反应中燃烧300升汽油的能量。据科学家分析，如果未来能够建造一座1000兆瓦的核聚变电站，每年只需要从海水中提取304公斤氘就可以产生1000兆瓦的电力。据此计算，地球上仅海水中就有1000兆瓦的电力。它含有45万亿吨氘，足够人类使用数百亿年，比太阳的寿命还长。氘氚聚变反应不会产生长寿命的高放射性核废料，其少量的放射性废料也很快失去放射性。

氘-氘反应不具有任何放射性。反应产物为氦气，无放射性污染。另外，由于核聚变需要极高的温度，一旦某个环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动停止。也就是说，聚变反应堆是亚临界反应堆，永远不会发生像前苏联切尔诺贝利核（裂变）电站那样的事故。因此，氢及其同位素聚变反应产生的能源将是高效、清洁、安全、环保、取之不尽、用之不竭的，可以从根本上解决人类的能源需求，给地球和人类带来生机。的能量。未来聚变电站概念图 20世纪50年代初，前苏联科学家塔姆和萨哈罗夫提出了一种实现磁约束容器的装置——托卡马克装置，又称循环器。实现核聚变的条件十分苛刻，需要：一亿度以上的高温、长期禁闭在有限的空间内、足够高的密度。聚变装置（聚变反应堆）是多种高新技术的综合体，聚变研究水平在一定程度上代表了一个国家的综合科技水平。此后，美国、英国、日本等国的大型托卡马克装置相继建成并投入使用。 20世纪90年代，欧洲、日本、美国等多个大型托卡马克装置的聚变能研究取得了突破性进展。 1991年11月，在欧洲JET装置上进行了第一次成功的DT放电实验。 1997年，JET创造了输出聚变功率16.1MW、聚变能量21.7MJ的世界纪录。

美国的TFTR装置也于1993年10月实现了DT聚变反应；近年来，日本的JT-60U装置在受控核聚变研究中也取得了最好的成果，获得了聚变反应堆级别的等离子体参数。 ：峰值离子温度~45keV，电子温度10keV，等离子体密度~1020m-3，聚变三积~1.5×1021keV·s·m-3；等效聚变功率增益达到1.25。至此，聚变能的科学可行性已基本论证，并确定可以考虑建设聚变能实验堆，为研究大规模核聚变创造条件。欧共体JET装置、美国TFTR装置、日本JT-60U装置、中国环行器2A号（HL-2A）及聚变研究。 1994年，建成中型托卡马克聚变实验装置中国环行器一号HL-1M。 2002年，我国第一座采用偏滤器配置的大型托卡马克实验装置——中国循环器2A号（HL-2A）建成。 2003年，HL-2A装置在国内首次实​​现偏滤器配置放电。此后，HL-2A连续反复开展高参数条件下的稳定偏滤器构型实验，在电子回旋加热实验中获得了4.93keV（约5500万度）的电子温度，在中性束加热实验中获得了2.5的电子温度。 keV的离子温度，将我国核聚变实验研究的整体水平提升到了新的高度。 China Hearther-2A (HL-2A)装置 中国科学家早在20世纪50年代中期就开始了可控核聚变的研究。

1984年，西南核工业物理研究所建成了我国最大的核聚变托卡马克装置HL-1，在探索可控核聚变方面取得了重要进展。 2009年上半年，我国循环器2A号机组首次实现了偏滤器配置的高约束模式运行。专家指出，这是我国磁约束聚变实验研究史上的里程碑和重大进展，标志​​着我国磁约束聚变能源开发研究的综合实力和水平得到大幅提升。实现高约束模式操作需要包括加热、控制（包括配置、密度、杂质和再循环控制方面的改进）、电源、壁处理、偏滤器泵送和诊断等功能，以同时达到高水平。核物理学家、中国科学院资深院士李正武指出，实现高约束模式运行，为国际聚变界热点问题的研究创造了新的平台，为更高水平的研究创造了条件，并将必将加快我国聚变能研究的步伐。聚变科学研究所整流大厅内的HL-2A装置中央控制室。 2009年6月12日，中央电视台新闻联播报道我院核聚变装置实现高约束模式运行。国际热核实验反应堆（ITER）装置。核聚变研究是一项耗资巨大、周期长的大型科研项目，人们开始认识到，只有广泛的国际合作，才是加速核聚变能源利用的可行途径。 2006年11月21日，中国、欧盟、美国、日本、俄罗斯、韩国、印度在法国巴黎正式签署《国际热核聚变实验堆ITER联合实施协议》。 ITER（国际热核聚变实验反应堆）是一个计划建造的国际托卡马克实验反应堆，旨在验证全规模可控核聚变技术的可行性。

该项目预计历时30年：建设10年，运营20年，总成本约100亿美元。核聚变能源的研发对于每个大国来说都是必要的，但它是一个长期、大规模、高投入、高风险的过程。参与ITER计划，全面参与ITER的建设和实验，可以掌握ITER的知识和技术，使其成为我国聚变研究的一部分，为国家培养一批聚变工程和科研人才，并然后配合聚变反应堆材料和聚变反应堆某些必要技术的研究，可以为我国自主研发核聚变示范电站打下坚实的基础。 2006年，磁约束核聚变被正式列入2006年至2020年《国家中长期科学和技术发展规划纲要》，纲要中指出：“以此为契机，参与国际热核聚变工程建设和研究”实验堆重点研究大型超导磁体技术、微波加热与驱动技术、中性束注入加热技术、熔覆技术、大规模实时分离氚。净化技术、偏滤器技术、数值模拟、等离子体控制与诊断技术、示范堆所需的关键材料技术，以及深化高温等离子体物理研究和某些针对能源的非托克马克方法的探索。 “核工业西南物理研究所是我国聚变能研发的重要力量，是我国参与国际热核聚变反应堆研究计划的重要技术支撑单位之一。半个世纪的核聚变科学研究方面，西南核工业物理研究所实现了我国核聚变研究从原理探索到大型装置实验的两次跨越，为我国核聚变能源发展做出了重要贡献*。