盗火到人间——国际热核聚变实验堆建设启动

国际热核聚变实验堆(ITER)组织第六届理事会6月16日在中国苏州开幕，第六届理事会将审核ITER计划基准。该基准作为纲领性文件体系，囊括了ITER计划总进度、总费用、技术规格书和项目管理在内的几千个文件，成为今后ITER计划执行的基础。与此同时，ITER装置主厂房将按计划于2010年7月在法国正式开工建造，实验堆主体直径28米，高30米，整个试验基地预计至2019年基本建成。
核聚变有可能为人类提供几乎是取之不尽用之不竭的清洁能源，把和平利用核聚变能源的物理学理论转变为工程实际，是科学家长期探索、梦寐以求的目标。在全世界都对人类能源、环境、资源前景等问题予以高度关注的今天，参与各国坚持协商、合作的精神，搁置诸多的矛盾和利害冲突，最终达成了各方都能接受的协议，并开始合力建设世界上第一座聚变实验堆。

核能：既能成为人类噩梦，也可为人类造福
原子核里封锁着巨大的能量，它在瞬间释放出来时，具有一切其它武器都难以企及的毁灭性，一点点物质产生的能量就能摧毁一座城市。但如果予以恰当控制和分配，同样的能量也许够给这个城市供电一整年。
我们目前对前者比对后者精通得多，从人类擅长互相杀戮的历史来看，这样的黑色幽默并不稀奇。但现实不完全是黑色的，在和平利用自身力量的道路上，人类也还在缓慢前进。【详细】


太阳构成

氘+氚=氦+能量

太阳的光辉营造世间万物
核裂变与核聚变
一种原子核变化为另外一种原子核往往伴随着巨大的能量释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，核聚变放出的能量比核裂变的更大。每克氘聚变时所释放的能量为5.8×108kJ，七倍于每克铀235裂变时所释放的能量8.2×107kJ。【详细】
太阳的能量与人类盗火的梦想
在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压。核聚变反应每秒钟要消耗掉约五百万吨的物质，并转换成能量以光子的形式释放出来。
几十亿年来，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，连续进行着氢聚变成氦过程，无休止地向外辐射着能量。太阳和其它恒星的动力，都来自聚变能。可以说，核聚变照亮着宇宙。
从某种意义上说，人类早就开始间接地利用核聚变产生的能量——地球万物所依赖的能量，绝大部分都可追溯到太阳。人类在地球上利用的煤、石油、水能、风能、太阳能以及享用的食物，归根结底都是太阳的聚变能(只有核裂变能、潮汐能和地热能除外)。
但人类社会发展到今天，仅靠太阳远远传递过来的可用能源已经不够用了。人类不能满足于这种低水准的间接利用，渴望着能在地球上营造出人造太阳，直接掌握这种强大的核子能量。【详细】
核聚变的难点：超高温超高压
核裂变可以自发地进行(核电站)，也可受激进行(原子弹)，但即便是受激进行，也只需高能炸药营造的压力即可。
核聚变要在超高温超高压条件下进行，这就是核聚变难以实现的原因。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变反应，使氢弹得以爆炸释放出极大的能量。
目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要想巨大能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。【详细】
受控核聚变：构建10亿度以上的熊熊火炉
在第一颗原子弹爆炸后仅十多年，人们就建成了裂变核电站。按照理论，要建成聚变电站，科学家只需建造一个高温高压区域，把氢原子的同位素氘压迫在这个区里，用来迫使氢原子克服电荷间极大的斥力聚合。当两个原子核聚合时，释放的能量将能弥补为使它们聚合而施加的能量。
在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万摄氏度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。
等离子体的温度、密度和约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变输出的功率等于为驱动反应而输入的功率，超过这一基本值反应才能自持进行。由于这一苛刻要求，受控核聚变至今没有实现可利用的能量输出。【详细】

太阳核心的温度有1500万度，并伴以3000多亿个大气压的高压，即便这样也只能够进行低效率的质子聚变。而人造的物理环境很难实现超高压与超高温兼得，这意味着，人类必须制造出比太阳更极端的高温环境。才能把天上的圣火，用于人间。
但是——没有任何材料能经受得起10亿度的高温，物理学家计划通过巧妙构造非接触支撑（磁场或激光），使聚变的等离子体悬浮在真空中，从而将其约束住。并通过控制核聚变燃料的加入速度及每一次的加入量，使核聚变反应按一定的规模连续或有节奏地进行。【详细】

托卡马克(TOKAMAK)装置发展史

二战末期，苏联和美、英各国的科学家在互相保密的情况下开展了受控核聚变有关工作。苏联库尔恰托夫原子能研究所的阿奇莫维奇于1954年建成了第一个磁约束装置。
但人们很快发现，理论上估计的等离子体约束时间与实验结果相差甚远。人们开始认识到核聚变问题的复杂和研究的艰难。在这种情况下，苏、美等国感到保密不利于研究的进展，只有开展国际学术交流，才能推进核聚变的深入研究。
另外，磁约束核聚变与热核武器在科学技术上没有重大的重叠，而且其商业应用的竞争为时尚早。于是，1958年秋在日内瓦举行的第二届和平利用原子能国际会议上达成协议，各国互相公开研究，开展国际学术合作。【详细】

托卡马克中等离子体的束缚是靠纵场(环向场)线圈，产生环向磁场，约束等离子体，极向场控制等离子体的位置和形状，中心螺管也产生垂直场，形成环向高电压，激发等离子体，同时加热等离子体，也起到控制等离子体的作用。
艰难的探索
自这次会议后，50年来，全世界共建造了上百个托卡马克装置，在改善等离子体加热和磁场约束上下足了功夫。
在托卡马克装置上努力提高“聚变三重积”，提高能量增益因子Q值（即输出功率与输入功率之比）一直是核聚变研究的核心目标。
早在1933年，人们用加速器使原子核获得所需的动能，在实验室实现了核聚变。可是从这样的核聚变中得到的能量比加速器消耗的能量要小得多，根本无法获得增益的能量。
直到1970年，前苏联在托卡马克装置T-3上，才有可以察觉到的核聚变能量输出，能量增益因子Q值为十亿分之一。
从1970年代末开始，美、欧、日、苏开始建造四个大型托卡马克，即美国的聚变实验反应器TFTR，欧洲建在英国的欧洲联合环JET，日本的JT-60和原苏联的T-15，它们是后来在磁约束聚变研究中做出了决定性贡献的四个装置。【详细】

终于实现“发电”
1991年11月9日，欧共体的JET装置运行实验核聚变反应持续了2秒钟，等离子体温度达到3亿摄氏度，获得的聚变输出功率为1700千瓦，能量增益因子Q值达0.11-0.12。这是人类历史上第一次用可控方式获得的聚变能，意义十分重大。
1993年12月9日和10日，美国在TFTR装置两次实验释放的聚变能分别为3000千瓦和5600千瓦，能量增益因子Q值达0.28。
1997年9月22日，联合欧洲环JET又创造输出功率为12900千瓦的世界纪录，Q值达0.60，持续时间2秒。仅过了39天，输出功率又提高到1.61万千瓦，Q值达到0.65。
1997年12月，日本宣布在JT-60上成功实现了Q值1.00。后来，Q值又超过了1.25。
这一系列突破性的进展表明，磁约束核聚变研究终于完成验证科学可行性的基础研究，为转向以证实工程可行性为主的技术研究，即国际托卡马克实验堆ITER计划奠定了基础。【详细】
引入超导技术
另外，研究和改进磁场的形态和性质，以达到等离子体长时间的的稳定约束，使得反应堆连续稳态运行是受控核聚变研究的另一个重点。
约束等离子体的磁场，虽然不怕高温，却很不稳定。为了维持强大的约束磁场，需要非常强大的电流，时间长了，线圈就要发热。从这个角度来说，常规托卡马克装置不可能长时间运转。
为了解决这个问题，人们把最新的超导技术引入到托卡马克装置中，应用于产生强磁场的线圈。目前，法国、日本、俄罗斯和中国共有4个超导的托卡马克装置在运行，它们都只有纵向场线圈采用超导技术，属于部分超导。
2002年初，中国HT-7超导托卡马克实现了放电脉冲长度大于100倍能量约束时间的高约束稳态运行。法国的超导托卡马克Tore-Supra体积是HT-7的17.5倍，它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置。
中国和韩国正在建造全超导的托卡马克装置，目标是实现更长时间的稳态运行。【详细】

ITER国际合作
现实与差距
目前全世界已有30多个国家及地区开展了核聚变研究，运行的托卡马克装置至少有几十个。
在和平利用核聚变的不懈探索中，理论研究和实验技术上遇到又解决了一个又一个难题，随着核聚变研究的进展，人们对受控核聚变越来越有信心。
但到目前为止，托卡马克装置都是脉冲式的，等离子体约束时间很短，大多以毫秒计算，还没有一台托卡马克装置实现长时间的稳态运行，而且在能量输出上很难做到不赔本运转。
进一步开展广泛国际合作，用全尺寸反应堆大工程促进研究，“毕其功于一役”，是加速实现核聚变能利用的明智选择。【详细】

多年以来，一直有科学家充满自信地预言，50年后人们就可以用上核聚变工厂发的电。但现在50年过去了，我们离实用化的目标似乎还有50年那么远。这让人多少有点尴尬：美好诺言迟迟不能兑现，时间长了，公众就开始疲倦和怀疑了。
但实际上，聚变反应的原理早已成熟，无可怀疑，实用化的障碍在于其间的技术困难。
这些年来，人们正在稳步取得进展。各国的托卡马克装置性能不断上升，加热温度从1000万度上升到几亿度，产生的等离子体在密度和维持时间上也提升了几个数量级。当然，与稳定的达到和越过1022的“聚变三重积”还有那么一段距离。
托举在空中的烈火

核聚变有两个分支，之一为磁场约束受控核聚变。托卡马克(TOKAMAK)为该分支最具代表性的装置。这是1950年代初苏联杰出的物理学家塔姆(Igor Tamm)和萨哈罗夫(Andrei Sakharov)提出的概念。【详细】
巧妙地构造磁场

这一形如面包圈的环形容器名为托卡马克(TOKAMAK)。托卡马克是“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”几个词的俄文缩写，通过巧妙构造磁场，使带电的聚变等离子体悬浮在真空中，从而将其约束。【详细】
超高温等离子体

由实验装置和封闭强磁场组成的高真空“容器”，用来约束电离了的超高温等离子体。这里的密度是大气压的万分之一，温度却达到上亿度，氘氚原子核在猛烈地对撞，发生核聚变变成氦、中子和能量。【详细】

氘[dāo]也被称为重氢

氘+氚=氦4(4He)+中子+能量
有水就有氘：水变油不是梦想
核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。氘是相当丰富的氢同位素，氘和氢原子数量比为1∶15000，质量比为1∶7500，每升海水中含0.03克氘，地球上海水总量约为1018吨，所以仅海水中就有45万亿吨氘，提炼氘比提炼铀容易得多，几乎是取之不竭的能源。【详细】
氘-氚高温受控核聚变：既干净又安全
核聚变第二个优点是既干净又安全。聚变产物是稳定的氦核，不产生有害及温室气体，没有难于处理的高放射性核废料。聚变需人为制造高温，一有意外停止供能，等离子体不复存在，反应随即停止；同时等离子体处于高真空状态，假如装置发生泄漏，是外界大气向里涌入，温度迅速降低，聚变也立即停止。【详细】
当然，目前还有一点污染问题
氘-氚聚变反应产物是氦4（4He）和中子，中子不带电，所以不受磁场约束；中子飞出真空室，打在外围的实验装置上，容易产生半衰期很长的放射性元素，有一定污染，但比核裂变电站的高能核废料轻微得多。目前科学家在寻找被中子轰击后不容易产生长效放射性元素的材料，用于做真空室的墙壁屏蔽中子。【详细】
几乎取之不竭的能源

1升海水中所含的0.03克氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油的能量。在可以预见的人类生存的时间内，45万亿吨氘足以满足人类未来几十亿年对能源的需要，此外，月球上的氦3也可作为核聚变原料。【详细】
化石能源的危机与气候变化

能源短缺是当今世界各国面临的共同问题。如果不采取措施，人类在未来200年里将耗尽地球在过去数亿年间蓄积的化石能源(煤、石油、天然气)，并将给因二氧化碳的温室效应，给气候带来巨大的影响。【详细】
开启真正而持久的低碳时代

风能、太阳能等新能源无法形成规模，铀的探明储量也只能开采100年左右，都远远不能满足未来需求。清洁的聚变能源的开发，被认为是未来能源的希望所在，将“一劳永逸”地解决人类的能源需要。【详细】


目标：第一个可自持燃烧的核聚变实验堆
国际热核实验反应堆(International Thermonuclear Experimental Reactor，即ITER)是介于当前的等离子物理实验装置和未来的核聚变发电站之间的一个试验性步骤，其目标是要建造第一个可自持燃烧的核聚变实验堆。
要让“魔瓶”亮起来，必须同时解决超大电流、超强磁场、极度高温、超低温等极限环境，牵涉真空、磁场、控制、等离子体、原子核和超导等诸多领域的科学和技术难题。而这“需要全世界最好的科学家和工程师一起合作，需要数国财力的共同支持”。【详细】

冷战结束的和平产物
在1985年11月的日内瓦峰会上，苏联领导人戈尔巴乔夫和美国总统里根倡议提出ITER计划。此时美苏关系解冻、东西方冷战终结，两个超级大国需要用一个和平项目来显示合作的诚意。一个大规模的核聚变研究项目，符合人类长期发展的共同利益，和平而且清贵，正合乎核裁军后的政治需要。
1988年，美苏欧日共同启动ITER计划。经过13年共同努力，耗资约15亿美元，在1991年完成概念设计的基础上，1998年完成工程设计及部分技术预研。在汇集世界聚变研究主要成果的基础上，于2001年7月完成ITER工程设计最终报告。【详细】

中韩印搭上末班车
2003年2月18日，在俄罗斯圣彼得堡召开的“ITER第八次政府间谈判会”上，中国宣布作为全权独立成员加入该计划谈判。这意味着中国承诺承担ITER工程总造价的10%，并享受实施过程中全部新增知识产权。
这是中国第一次以完全平等身份参与的大型国际科技攻关项目。作为参与方之一将承担超导材料、电源、包层、遥感技术和加料系统等五大领域的工程任务。韩国于2003年6月、印度于2005年12月也加入了计划。【详细】

从物理实验装置到商用核电站：ITER要填平的差距
为了达到聚变所要求的条件，ITER已经变为一个高度复杂的装置，十八般武艺全用上了，其中有超大电流、超强磁场、超高温、超低温等极限环境，对工艺和材料也提出了极高的要求，从堆芯上亿度的高温到线圈中零下269度的低温，就可见一斑。
ITER的主要技术探索任务有：1、探索新的加热方式与能量损失机制；2、用环向超导磁体产生5.3特斯拉的强磁场，实现长脉冲的维持，改善等离子体的约束性能；3、研究等离子体边界的行为及最佳的控制条件，防御大尺度等离子体的破裂，探索等离子体密度极限；4、研制防高能中子辐照材料，研制研制在恶劣工况下长寿命的反应室内壁材料；5、解决反应室加料排废、主动冷却、连续供电功能，探索聚变堆的最佳化设计。【详细】
技术攻关1：加热

在向“聚变三重积”不断突破的过程中，遇到的新麻烦是——在加热等离子体的过程中能量耗散严重，温度越高，耗散越大。【详细】
技术攻关2：维持

超导线圈-超强磁场是公认的解决聚变等离子体维持问题的途径。只有建成全超导托卡马克，才能使磁约束连续稳态运行成为现实。【详细】
技术攻关3：防破裂

高温下粒子的碰撞使粒子分批地横越磁力线，携带能量逃逸；等离子体边界逐渐模糊，最终从磁笼里钻出去，碰到反应室的内壁上。【详细】

实验堆地址位于法国南部

反应堆设计图
堆址选定法国核能科学中心
2005年6月28日，参与实验项目的欧盟、俄罗斯、美国、日本、中国、韩国在俄罗斯莫斯科最终签订协议，决定在法国南部普罗旺斯-阿尔卑斯-蓝色海岸大区的卡达拉舍（Cadarache，位于马赛附近）建造实验反应堆。法国核能工业世界领先，国内80%以上的电力来自核电，可谓资质良好。卡达拉舍本来就是法国核能研究的重地，气候良好，交通便捷。【详细】
欧盟承担一半费用
2006年5月24日，参加这一项目的7方代表在欧盟总部布鲁塞尔草签了一系列相关合作协议，标志着这项计划开始启动。欧盟承担50%的费用，其余6方分别承担10%，超出的10%用于支付建设过程中由于物价等因素造成的超支。11月21日在反应堆堆址所在国——法国总统府正式签署了联合实验协定及相关文件。【详细】
全球主要国家大多参与其中
ITER计划是人类实现安全、高效、洁净的聚变能源梦想进程中最为重要的一步。这个计划在它30年的运转周期里预料会耗费大约100亿欧元, 与国际空间站、欧洲加速器、人类基因组测序等项目一样，ITER计划也是一个大型的国际科技合作项目。参与国家共达到33个，占全球60%的人口和80%的GDP。人类决定联合起来，组成一个伟大的科学团队，为子孙后代从根本上解决能源问题，这是人类历史上的一个空前创举。【详细】
ITER使命任务：证明聚变能在工程和经济上的可行性
ITER的根本任务是取得技术上的关键突破：稳定地越过1022的“聚变三重积”，超过能量的“收支平衡点”，实现10倍的能量增益Q值，证明利用核聚变能在工程上是可行的，并具有实用的经济价值。后期将进一步探索实现高增益(Q值大于30倍)，持续、稳定、高约束的高性能燃烧等离子体，为商用聚变堆的建造奠定可靠的科学基础。【详细】
比太阳中心热70倍

ITER的科学目标是通过综合现有技术，产生温度超过10亿摄氏度的840立方米氘等离子体，维持至少400秒，放电3000秒，成为第一个可自持燃烧的核聚变实验堆。【详细】
比现有装置大40倍

目前最大的托卡马克装置仍是欧洲的JET，最高输出功率1.61万千瓦。ITER的等离子环比JET大40倍，输出功率可望达到40-70万千瓦，达到商业核电机组的水准。【详细】
探索发展商用技术

ITER计划的另一重要目标是进一步探索和发展能直接用于商用聚变发电的相关技术。为建造未来的聚变能示范电站，奠定坚实的科学基础和必要的技术基础。【详细】
远期目标：2050年开发商用核聚变堆
国际科学界对ITER计划的主流看法是：建造和运行ITER试验堆的科学和工程技术基础已经具备，成功的把握较大。
ITER经过7-8年时间建成后，再经过10-15年的实验，如果比较顺利，人们下一步将在2035年左右建造一个叫DEMO的150万千瓦级示范核聚变堆，具备持续运作对外供电的能力。在2050年或稍晚将有望开发商用核聚变堆，真正实现对核聚变能量的和平利用。【详细】


基于2050年之后商用聚变堆出现的前提，右图是对人类未来能源发展的乐观预测，自上而下的分类为：聚变(蓝色)；其他创新能源(白色)；太阳能(黄色)；风能(绿色)；水能和地热(浅蓝色)；核能(红色)；清洁矿物能源(蓝色)；矿物能源(灰色)
最后的矿物能源包括煤、石油和天然气，在现在的电力使用中占主导地位，却长生大量温室气体。在2050年以后因为可控核聚变等替代能源的大量使用，得以迅速削减。 而聚变能迅速增长，并于2100年前成为第一位的电力供给资源。【详细】

当然，科学成果是不能预约的，谁都并不能保证ITER一定能成功、一切都能按日程表进行。现在的人们也许很多等不到用上核聚变能的时刻。
但是，跟整个人类历史发展的长河相比较，如果用50年的时间能够一劳永逸地解决人类可持续发展最重要的清洁能源，将能造福我们的后代子孙。【详细】
ITER核心反应室图片
内壁框架设计

内壁框架试制

未来图景

反应室CG图

ITER工程规划图片
园区总体设计

核心厂房模型

核心厂房模型

工地现场及沙盘

工地现场

现场工作人员
目前已有七个参与方的400多位工作人员进驻现场临时建筑，展开了先期工作。
前期入驻各国人员

首批抵达的试制件

揭牌仪式


中国可控核聚变研究的发轫
中国从上世纪60年代开始研究可控核聚变，相应建立了一些研究机构。为了培养专业人才，还在中国科技大学、大连理工大学、华中理工大学、清华大学等高等院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。
位于四川的核工业西南物理研究院于1983年建成了中国环流器一号(HL-1)，标志着中国核聚变研究从理论进入试验阶段。1990年代又建成环流器新一号(HL-1M)，2002年12月该院又利用德国赠送的一套退役装置，建成中国环流器二号A。【详细】

HT-7：创造放电时间世界记录
苏联解体前，无偿向中国赠送一套原价值约1500万美元、纵向超导的T-7托卡马克装置。1994年底在中国科学院合肥等离子体物理研究所安装建好，称之为HT-7，1995年初正式投入物理实验，经不断大幅度改造，它已成为一个宠大的实验系统。
它包括HT-7超导托卡马克装置本体、大型超高真空系统、大型计算机控制和数据采集处理系统、大型高功率脉冲电源及其回路系统、全国规模最大的低温氦制冷系统、兆瓦级低杂波电流驱动和射频波加热系统以及数十种复杂的诊断测量系统。
HT-7取得若干具有国际影响的重大科研成果。2003年，首次获得超过1分钟的等离子体放电。2008年3月31日，更是实现了长达400秒的等离子体放电世界记录。
中科院等离子物理研究所已成为重要的国际交流基地，巴基斯坦有意要购买该所一套已经停用的托卡马克装置，而印度则打算预定HT-7。【详细】

中国国家大科学装置EAST：ITER的重要基础
在HT-7的基础上，等离子体物理研究所研制和设计了全超导托卡马克装置HT-7U，后来名字更改为EAST（即Experimental Advanced Superconducting Tokamak，实验型先进超导托卡马克，同时具有“东方”的含意)。作为中国国家大科学装置之一，建设花费6年时间，前后投入经费3亿元人民币。与国际同类实验装置相比，EAST使用资金最少、建设速度最快。
EAST是世界上首台全超导托卡马克装置，具有开创性的意义，中心场强达3.5特斯拉，受到国际同行的瞩目。它将是在ITER之前国际上最重要的托卡马克物理实验基地。
该装置有真正意义的全超导和非圆截面特性，连续放电时间预计将超过1000秒。国际专家普遍认为，其工程建设和等离子体稳态运行模式研究将为“国际热核聚变实验堆”(ITER)的建设提供直接经验和基础。【详细】

中国积极参加ITER计划
参加ITER计划，彰显出中国对全球重大发展问题负责任的态度和积极参与国际科技合作、充分利用国际科技资源促进自主创新的雄心和决心。
以参加ITER计划为契机，中国的ITER计划专项国内配套研究也随之启动。2008年10月10日，ITER中国执行中心在科技部正式揭牌成立，科技部原副部长程津培院士担任中心主任。到目前已经批准立项32个研究项目，研究内容涉及聚变堆的概念设计、波加热、聚变材料、TBM、混合堆概念设计以及相关等离子体理论和实验研究等众多研究领域。这些研究以及ITER部件合约制造任务，有利于提高中国超导技术、稀有金属材料技术、高温高电压技术等众多领域的研究开发和制造能力。
在知识产权方面，ITER项目尊重各成员方及国内实体的原有知识产权，中方有权使用ITER计划工程设计阶段的技术成果，对ITER计划实施中新增的知识产权，平等享有获得许可使用的权利。
参加ITER计划，派中国科学家到ITER工作，可以在那里更多地接触到世界先进国家的高技术，学到很多有益的经验，并有可能用比较短的时间使得中国聚变研究的整个知识水平、技术能力得到一个大的提高，再配合国内安排必要的基础研究、聚变堆某些必要技术的研究等，则有可能在较短时间、用较小投资使中国核聚变能研究在整体上进入世界前沿，为中国未来自主开展核聚变示范堆乃至商用堆设计、建造奠定基础。【详细】


核聚变研究决定人类未来命运
科学家们自豪又略带不安地说：“我们的使命就是赶在石油、煤等化石能源枯竭之前，找到可以替代的新能源。”
众所周知，人类现有的资源已不能维持多久，地球的不可再生能源和矿产的供给已经达到了顶峰。而随着经济的发展，现代化生存方式在全球的普及，人类对自然资源的消耗速度仍在加速：
而石油、煤炭和铀的储量都是有限的，人类按照这样的加速度最多能消耗百十年；水能、风能、潮汐能都只是拾遗补缺；太阳能的转化率也有极限；生物能源更是是杯水车薪……
在不知不觉中，一个令人忧虑的未来已经横亘在人类面前不远处——如果按照人类目前的繁衍和消耗速度，短则50年，长则100年，人类的现代物质文明就会进入无法发展甚至中断发展、向后倒退的死胡同。【详细】
另一种可控核聚变手段

可控核聚变的另一条技术路线于20世纪60年代初提出。它的基本原理是把强大的激光束聚焦到热核材料制成的微型靶丸上，在瞬间产生极大的压力，压迫原子碰撞完成核反应，这就是“惯性约束聚变”(ICF)。
目前最著名的激光型核聚变装置是美国的“国家点火设施”(NIF)，这个设施位于加州的劳伦斯-利福摩尔国家实验室，从1997年开工，2009年建成，总计耗资35亿美元。2010年开始启动实验。此外，中国也发展了神光系列激光核聚变装置。【详细】

极端条件
这是目前世界上最大和最复杂的激光光学系统，为了产生聚变所必须的高温和高压，NIF将汇聚其192束激光束同时照射在一个直径为0.44厘米的氢同位素靶丸上。总计200万焦耳的能量激光束将通过各自窗口进入目标舱内，向容纳靶丸的小金属圆柱体汇聚。
激光束进入小金属圆柱体内部后，从各个方向压缩和加热氢燃料球，产生超过1000亿个大气压的压力，还能够将其加热到约300万摄氏度。在此情况下引发聚变反应，温度可达到1亿度。
这样的极端条件可以模拟出只有在天体或核爆炸过程中才可能有的高压、高温、高密度的极端物理条件。但目前来看，激光型核聚变装置缺乏转化为商用的可能。【详细】

过于精密
整套NIF要运作必须启动60000具各种精密高科技装置，长达一公里的厂房设备最终要让192门激光在十亿分之一秒同时发射击中铅笔头大小的燃料球。误差不能超过30万亿分之一秒。
要达到这准确度NIF整套设备必须零震动和零热涨冷缩。许多10吨重的设备的安装误差不能超过100微米。而且，这类装置也缺乏将聚变产生的能量稳定地源源不断引出、转化为电能的手段。
显然，激光型核聚变只适用于模拟核爆炸、基本粒子研究，难以发展成发电设施。【详细】


因此从某种程度上说，氢核聚变这道难关决定着人类的生存与毁灭。解决了，人类物质文明可以升级发展；解决不了，人类将陷入空前的危机。
ITER计划是一次人类共同的一个科学探险。其实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能，彻底摆脱对化石燃料的依赖，从而影响人类文明的进程。
在人类不过区区百万年的发展史上，是火让蛮荒时代沐浴文明的曙光，是火使人成为万物之灵。在古希腊神话中，火原本只是众神的私有品，因而宙斯拒绝给予人类为了完成他们的文明所需要的最后的物品——火。但普罗米修斯却想到了个办法，用一根长长的茴香枝，在烈焰熊熊的太阳车经过时，偷到了火种并带给了人类。
而ITER计划，就是全人类团结起来，齐心协力真正破解太阳之火的奥妙，实现真正从天上盗火到人间这一伟大梦想的重要一步。我们相信，在各国科学精英的共同努力下，在不远的将来，人类将以知识进入全新的能源时代，用智慧点燃那蔚蓝色的海洋！