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2025年全球可控核聚变行业概述及技术现状调研报告

在全球及中国的发展态势方面，国际上多个国家和地区积极参与可控核聚变研究，通过国际合作与自主研发不断推进技术进步，中国在科研机构与项目上成果丰硕，EAST和中国环流三号等装置取得重要突破，政策支持与资金投入力度不断加大，商业应用探索也初见成效，众多企业积极投身于核聚变商业化应用的探索。

一、可控核聚变行业概述?

1、定义与原理?

可控核聚变的英文名称为Controllednuclearfusion，是指在一定条件下，通过精确控制核聚变的速度和规模，从而实现将核聚变产生的能量有效应用于社会生产和人类生活的目的。核聚变作为一种能释放出巨大能量的原子核反应形式，其过程是轻原子核，例如氘和氚，结合成较重原子核，例如氦时，会放出巨大能量。在这一过程中，物质并不守恒，因为有一部分正在聚变的原子核的物质会转化为光子，也就是能量，这一现象遵循爱因斯坦质能方程E=mc2。?

根据北京研精毕智信息咨询发布的\o调研报告调研报告指出，实现可控核聚变主要有惯性约束和磁约束两种方式，而当前主流的托卡马克装置便属于磁约束方式。核聚变与核裂变存在显著区别，核裂变是重原子核，如铀-235、钚-239等，分裂成两个或多个较轻原子核的过程，其反应原理是通过中子轰击重原子核，使其分裂并释放能量，同时产生更多中子，引发链式反应。核电站和原子弹便是基于核裂变原理运行。与之相比，核聚变的能量释放更为巨大，因为聚变过程中，新形成的原子核比原始原子核的比结合能更高，意味着有更多结合能释放。在反应条件上，核聚变需要在极高的温度和压力下才能进行，目前主要通过磁约束和惯性约束两种方式实现，而核裂变在较低的温度和压力下就可以发生，相对更容易控制。在原料方面，核聚变的原料，如氘可从海水中大量提取，几乎取之不尽，而核裂变的原料，如铀、钍等在地球上的蕴藏量则较为有限。并且核聚变产生的辐射少，生成物基本没有放射性，相比核裂变更加清洁环保。?

2、发展历程?

全球可控核聚变技术的发展源远流长，1919年，英国物理学家卢瑟福从实验证实轻原子核能在人工控制下相互碰撞发生核反应，物理学家阿斯顿发现He(4)原子的质量比组成氦的四个氢原子质量的总和小约1%，为核聚变的研究提供了重要依据。1920年，英国物理学家爱丁顿提出太阳的能量来自氢原子核到氦原子核的聚变过程，为核聚变研究指明方向。1928年，美国核物理学家伽莫夫揭示了聚变反应中的库仑势垒隧穿效应，1929年，阿特金森和奥特麦斯从理论上计算了氢原子聚变成氦原子的反应条件，进一步推动理论发展。?

20世纪50年代，欧美各主要国家开始着手进行磁约束核聚变的相关研究，一些可控聚变的概念及相应的实验装置如仿星器、箍缩装置和磁镜装置等相继被提出。与此同时，苏联也在进行受控磁约束的探索，1951年，阿根廷的罗纳德?里希特（RonaldRichter）认真提出了用核聚变方法来得到能量。1954年，第一个托卡马克装置在苏联库尔恰托夫原子能研究所建成，并在这个装置上实现了聚变反应，尽管产生的能量极微，放电时间仅维持了300μs，但为后续研究奠定基础。1957年，在日内瓦召开原子能国际大会，决定展开国际合作与交流，英国科学家劳森提出维持核聚变反应堆中能量平衡的劳森判据。1958年的第二次和平利用原子能国际会议，各国将研究成果解密，公布了一批理论和实验结果，开始更密切的国际合作。?

20世纪60年代后期，俄国科学家在T-3Tokamak上克服等离子体的宏观稳定性上取得显著进展，磁约束聚变包括托卡马克、磁镜、仿星器、箍缩等多种研究途径，其中托卡马克途径在技术上最成熟，进展也最快，逐渐显示出其独特优势，成为磁约束核聚变研究的主流。1963年，苏联科学家巴索夫和中国科学家王淦昌独立提出用激光实现受控热核聚变反应的构想。1976年，美国、苏联倡议在IAEA的框架下由美国、欧洲、日本及俄罗斯共同建造ITER（InternationalTokamakExperimentalReactor，国际托卡马克实验反应堆），目标是验证工程可行性。?

此后，核聚变研究不断取得进展。1991-1997年，欧洲联合环(JET)和美国TFTR氘氚放电实验，展现了核聚变存在工业利用的前景。2005年，中国EAST实验装置建成，标志着我国在国际核聚变研究中占据重要地位。2015年，中国工程物理研究院建成亚洲最大的高功率激光装置神光-Ⅲ激光装置主机。2018年，中国可控核聚变首次实现1亿度运行，标志着聚变反应堆运行迈出关键一步。2020年，ITER开始安装，计划在2025年底首次等离子体放电。2021年，中国核聚