【摘要】中國核聚變事業的發展，逐步從跟隨追趕走向自主創新，演進路徑呈現出從“國家單一主導”到“國家與市場協同驅動”的轉型升級范式。核聚變技術的成熟和應用，不僅在于提供一種強大的零碳基荷電源，而且將重新定義全球能源格局。面對核聚變工程化進程中的國際競爭與復雜挑戰，中國核聚變事業的成功關鍵在于，構建目標清晰的系統協同、包容韌性的審慎監管、著眼長遠的耐心資本支持的治理生態，以及在堅持自主可控基礎上實現開放引領的能力。

【關鍵詞】可控核聚變 清潔能源 全球能源治理

【中圖分類號】TL99 【文獻標識碼】A

能源自主是國家發展的永恒命題。近年來，面對傳統能源存在的資源約束、安全隱患等問題，我國加速從能源大國向能源強國轉型攻堅。可控核聚變技術及其裝置，因其模擬太陽產生能量的原理，也稱“人造太陽”，致力于實現安全、持續、平穩的能量輸出，被譽為人類終極能源解決方案。《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》提出：“前瞻布局未來產業，探索多元技術路線、典型應用場景、可行商業模式、市場監管規則，推動量子科技、生物制造、氫能和核聚變能、腦機接口、具身智能、第六代移動通信等成為新的經濟增長點。”①放眼全球，核聚變技術正從科學探索走向工程現實，成為大國競逐未來能源主導權的制高點。

2025年，中國核聚變研究在高參數等離子體長時間約束方面迎來里程碑式突破：中國科學院等離子體物理所自主研制的全超導非圓截面托卡馬克（EAST）裝置實現億度千秒級高約束模穩態運行；中核集團牽頭研制的先進磁約束核聚變實驗裝置“中國環流三號”（HL-3），創造離子溫度與電子溫度“雙過億”的世界紀錄。②然而，核聚變研發周期以數十年計，需要巨大的耐心，其成功不僅依賴于物理原理的突破與成功應對工程極限的挑戰，更建基于國家的制度安排、資源動員能力及與國際社會的互動關系。

中國核聚變技術發展歷程

中國核聚變事業的發展，歷經國際環境變遷、制度變革與創新主體擴容，在國家戰略牽引下，逐步從線性追趕走向系統創新，演進路徑呈現出從“國家單一主導”到“國家與市場協同驅動”的轉型升級范式。

中國核聚變研究，起步于新中國成立后，我國致力于追求技術自主創新。1958年，在蘇聯成功研制T-1裝置的啟發下，我國核聚變研究從四川樂山艱難起步，隸屬于二機部（后為中核集團）的585所（西南物理研究院前身），開啟“環流”系列裝置的仿制之路。

自20世紀60年代以來，全世界熱核聚變研究形成兩大分支：一是磁約束聚變（MCF），主攻方向是托卡馬克向演示點火實驗方向前進，另外還研究仿星器，反向場箍縮及磁鏡等裝置。另一平行研究分支是慣性約束聚變（ICF），主攻方向是激光聚變，以及輕、重離子束聚變及其他裝置。③

歷史賦予中國核聚變研究“兩條腿走路”的機會。1972年，陳春先主持研制的CT-6裝置正式建成并投入運行，標志著我國首臺托卡馬克裝置的成功誕生，開啟核聚變相關的基礎物理探索。1974年，地處合肥的安徽光學精密機械研究所（以下簡稱“安徽光機所”）一室與受控站共同設計，加工建造第一個受控模擬試驗裝置——八號模擬裝置（簡稱“八號工程”），于1974年12月調試成功實現放電。1976年11月，國家計委正式批準中國科學院在安徽光機所建設八號工程。20世紀80年代初，國家經濟進入調整期，八號工程因預算壓縮中止。陳春先臨危不亂，提出“保留隊伍、轉向應用、積累技術”的策略。1978年9月，中國科學院等離子體物理研究所在合肥成立，在攻克多項關鍵技術難關后，成功研制HT-6B等小型實驗裝置，1984年底，建成我國首個空芯變壓器托卡馬克裝置HT-6M。

核聚變研究分化為全超導與常規超導兩種路徑。1978年，改革開放打開國際學術交流的寶貴窗口，中國核聚變研究進入以能力積累與路徑理性分化為特征的轉型期。面對有限的資源，中國科學院等離子體物理研究所敏銳地抓住機遇，通過接收蘇聯T-7超導實驗裝置，并將其改造為“合肥超環”（ HT-7），實現從常規導體到超導技術的跨越，并瞄準國際科學前沿。同時，中核集團西南物理研究院選擇持續深耕常規導體托卡馬克，先后研制HL-1、HL-1M、HL-2A等裝置，系統積累大規模工程設計、建造與運行的全流程經驗。這種路徑分化，是一種在特定歷史條件下的理性分工，使我國能以較低成本同時全面學習兩種技術范式。

截至20世紀80年代末，全球范圍內已建成三個超導托卡馬克裝置，分別為蘇聯T-7（1979年建成）、蘇聯T-15（1988年初步建成）與法國Tore Supra（1988年初步建成，2016年重大升級后更名為WEST）。然而，這些裝置的縱場磁體雖為超導磁體，卻尚未真正實現全超導結構。后來的國際熱核聚變實驗堆（ITER），以及后續的工程示范堆（DEMO）與聚變能電站，均要求實現穩態運行。

20世紀90年代初，中國科學院等離子體物理研究所啟動超導托卡馬克的相關研究。EAST項目于1998年正式獲批立項，2000年10月正式啟動建設，至2006年初建設完成并成功開展首輪工程調試，于2007年通過國家竣工驗收，是HT-7的下一代升級裝置。④2002年，HT-7實現400秒長脈沖運行，標志著我國在超導磁體、低溫系統等關鍵技術上取得實質性突破。EAST裝置的成功設計與建造經驗，不僅為中國參與ITER計劃奠定重要基礎，也為中國磁約束核聚變研究提供堅實的物理基礎、工程技術支撐與人才隊伍儲備。

國家與市場協同賦能，核聚變技術逐步實現自主性建構、生態擴容與引領突破。2006年，中國正式加入ITER計劃。實踐表明，深度融入全球頂級科研網絡非但沒有導致技術依賴，反而極大激發我國自主創新的意識與信心。中國科學院的EAST，作為全球首個同類全超導托卡馬克裝置，設計理念超越ITER相對保守的方案。2012年以來，EAST先后10次刷新高溫等離子體運行的世界紀錄，尤其是2025年實現“億度千秒”，使其角色從ITER的“學生”和“驗證者”，轉變為一個能夠產出獨有數據、探索未知前沿的“引領性實驗平臺”。

2025年3月，“中國環流三號”最新實驗首次實現原子核溫度1.17億度、電子溫度1.6億度的參數水平。此次實驗中，由團隊自主研發的加熱、控制與診斷等設備與系統首次投入運行，相關技術指標達到國際前列。⑤EAST項目和環流三號協調超過200家單位共同攻關，印證新型舉國體制下網絡化創新效能。

ITER項目原定于2025年完成，但其首次等離子體放電時間，已調整至2034年。與之形成鮮明對比的是，2016年，中國提出建設新一代聚變工程實驗堆（CFETR），其規模與關鍵參數超越ITER。這標志著中國聚變“三步走”戰略，完成從實驗堆到示范堆、最終到商用堆的完整技術鏈條布局，目標是2050年實現聚變能商業化。隨著項目定位升級，CFETR已更名為中國聚變工程示范堆（CFEDR），建設重點從實驗轉向示范。為配合CFEDR建設，我國同步啟動綜合性聚變科研平臺“夸父”（CRAFT），旨在建設全球高參數、功能完備的研發測試平臺，為示范堆工程提供關鍵技術支撐并培養人才。

目前，中國依托CFEDR等后續規劃，展現出探尋終極能源的信心與系統能力。中國技術的引領價值也反映在國際項目合作上，2026年1月起，ITER管理層開始新一輪輪值，由中方專家段旭如擔任ITER科技咨詢委員會主席。

同時，中國開始允許商業資本進入核聚變領域。2025年，其發展進程達到標志性節點：注冊資本高達150億元的“中國聚變能源有限公司”在上海成立，股東包括中核集團、中國石油、國家綠色發展基金等“國家隊”與民營龍頭企業，其定位清晰指向聚變能源的工程化與商業化。在此之前，風險資本驅動的創業公司，如能量奇點、星環聚能，已累計融資超百億元，專注于高溫超導托卡馬克、球形托卡馬克等緊湊化、快速迭代路線。產業資本代表，如新奧集團，以極大耐心，布局氫硼聚變等顛覆性、高難度的替代路線。

商業力量的進入，帶來發展范式與創新文化的轉變。在技術路線上，形成“主流路徑緊湊化”與“替代路線探索”并行的多樣化格局，打破長期以來對大型常規托卡馬克的單一聚焦。在創新生態上，傳統的“國家立項—院所攻關”模式，被由國家戰略需求、市場風險投資、企業技術理想與產業長遠布局的協同網絡所取代。這極大增強資源動員能力與技術迭代速度，同時帶來目標沖突、評價標準不一與潛在資源分散的新挑戰。

“人造太陽”的多維價值

核聚變的價值，遠不止于提供一種強大的零碳基荷電源。更為關鍵的是，核聚變技術的成熟與應用，將重新定義全球能源格局。

國家能源需求從“資源稟賦依賴”轉向“技術自主創新”。傳統能源安全觀聚焦于，對化石燃料資源地及其運輸通道的控制與爭奪，國家安全與地理稟賦深度綁定。風電、光伏等可再生能源，受限于固有的間歇性、波動性及對土地資源的巨量需求；核裂變受限于鈾礦資源分布與核廢料處置的長期挑戰，都難以擔當能源安全“壓艙石”的重任。

核聚變能源在相當程度上突破這一困局。其所需燃料氘，可從海水中近乎無限提取，燃料成本極低，且全球分布均勻。可以說，掌握聚變技術，就徹底擺脫對外部資源的地理依賴。對于中國這樣一個“富煤、缺油、少氣”、能源消費持續攀升的大國而言，聚變技術的成功應用，將實現能源安全從依賴“外部保障”轉向倚靠自身“內在能力”。

推動產業升級與科技創新。核聚變研究是復雜而宏大的系統工程之一，其推進過程本身，就是強大的高新技術“孵化器”和產業“鍛造爐”。EAST、HL-3等大科學裝置的建設與運行，強力牽引并催生一系列前沿產業：為滿足極端磁場需求而發展的二代高溫超導帶材技術，已衍生至醫療核磁共振、高速磁浮交通領域；為應對極端熱負荷而研發的鎢銅復合材料與先進熱沉技術，對航空航天、高端裝備制造具有重要價值；大功率穩態電源系統、高性能計算與人工智能等離子體控制系統等，均處于相關工業領域的技術制高點。

更重要的是，核聚變事業驅動物理學、材料科學、機械工程、控制科學與計算機等多學科深度融合，打造面向真實世界極端復雜問題的科研范式，所鍛造的，不僅有專業領域的專家，還有具備系統思維、能駕馭重大工程的戰略科學家與工程師隊伍。這支隊伍承載著跨學科體系構建、系統工程方法優化與關鍵難題攻堅的重任，構成推動國家科技整體向高階躍升的智力支撐，其意義超越任何單一技術突破。

對全球能源治理格局的深度重塑。當前，全球能源治理體系以石油輸出國組織和國際能源署等為中心，長期依托于化石能源的資源控制與消費市場。核聚變能源一旦實現發電，將改變這一治理結構，未來的能源秩序不再取決于資源儲量，而是由技術先進性、工程成熟度與產業整合能力所定義。技術領先國家將獲得較大規則制定權，包括聚變堆安全標準、設備認證體系、氚燃料循環國際準則，以及聚變電力并網與交易規則等關鍵制度的建立主導權。這不僅意味著巨大的經濟利益，如技術標準和關鍵裝備的全球市場優勢，更代表擁有引領能源格局治理的能力。中國通過推進CFEDR計劃并堅持開放合作，正是希望在此領域率先實現突破。

從實驗突破邁向應用發電面臨的挑戰

在從實驗突破邁向應用發電的道路上，面臨巨大的工程化難題。中國核聚變事業取得顯著成就，同時面臨由技術極端復雜性、體系內生矛盾與外部競爭不確定性交織而成的挑戰。

平衡技術路線中“主流聚焦”與“顛覆性探索”之間的關系。盡管商業力量帶來技術路線的多樣化萌芽，但重點資源與關注點，目前仍高度集中于大型超導托卡馬克。這雖然有利于在既定賽道上快速逼近目標，但也可能形成強大的技術路徑依賴，壓縮對其他可能具有顛覆性潛力路線，如先進仿星器、激光慣性約束聚變的能源應用、Z箍縮等的探索空間。如何在進行大規模工程投入的同時，為高風險、高不確定性的替代性原理探索，保留足夠的預留空間和資源支持，考驗著決策者戰略眼光與風險管控能力。

基礎材料尚在研發與安全監管體系尚待構建，影響聚變商業化進程。實現持續凈能量輸出（Q值遠大于1）和穩態運行的主要障礙，已從等離子體物理問題，轉向如何確保極端環境下的材料科學與系統工程可靠性。聚變堆第一壁材料需要承受每平方米高達數十兆瓦的熱流，和14MeV高能中子的持續轟擊，這會導致材料腫脹、脆化、活化，性能迅速退化。目前，全球范圍內能夠滿足示范堆要求的抗輻照材料，仍處于早期研發階段，這是制約聚變商業化進程的首要問題。與此同時，從核聚變實驗裝置到商用電站，缺乏全球性的安全監管框架。核聚變雖不產生長期高放射性廢料，無裂變鏈式反應失控風險，但其強輻射場、強磁場、大儲能系統以及氚的操作，仍構成獨特的工程安全挑戰。現有的核安全監管體系基于裂變堆經驗建立，無法直接套用。為此，需要構建一套與聚變技術特性相匹配，貫穿設計、建造、運行、退役全生命周期的安全標準、審批流程和監管體系。這項工作的重要性，絲毫不亞于技術研發本身。

調和創新體系的結構性矛盾，克服資本的短期化傾向。當前創新體系存在若干結構性矛盾。首先，以論文、獎項為導向的傳統科研評價體系，與聚變工程化階段亟需解決具體技術難題、提升技術成熟度（TRL）的導向之間存在錯配。這可能導致研究資源向易出論文的物理診斷方向傾斜，而工程材料、氚工藝等“硬骨頭”領域投入相對不足。其次，國家主導力量與商業公司之間，尚未完全建立高效協同、良性競爭的生態關系，存在數據共享壁壘、人才流動不暢、技術互認困難等問題。商業公司，特別是受風險資本驅動的創業公司，其生存邏輯要求快速達成技術里程碑，以獲取后續融資，這樣一來，可能出現追求短期參數表現而犧牲工程穩健性與長期可靠性的傾向，與核能設施固有的安全至上、質量第一原則產生沖突。資本的“快”與聚變的“慢”之間，需要有效的緩沖與引導機制。

構建協同、韌性與引領的新型治理生態

面對核聚變工程化進程中的國際競爭與復雜挑戰，中國核聚變事業取得成功的關鍵在于，構建目標清晰的系統協同、包容韌性的審慎監管、著眼長遠的耐心資本支持的治理生態，以及在堅持自主可控基礎上實現開放引領的能力。

明確分工，構建“國家—市場”有機協同機制。自上而下地明確國家戰略科技力量，與市場化改革主體的功能定位與協同接口。建議基本分工為：“國家隊”主導原理性驗證、重大科學基礎設施建設、長周期基礎研究與共性技術平臺開發；“商業力量”主導技術路徑多元化探索、關鍵部件快速迭代、工程集成方案創新與特定應用場景開發。

國家需通過制度設計促進協同協作。例如，將EAST、HL-3等大科學裝置作為國家支持的“公共實驗平臺”，向合規的商業公司開放機時，設立“揭榜掛帥”式的工程挑戰項目；在CFEDR等國家重大工程中，探索采用“總體單位+競爭性配套”模式，吸納具有技術特長的商業公司參與部件研制。同時，建立強有力的反向吸納機制，設立專門通道與評估程序，將商業領域產生的突破性技術成果，如性能卓越的高溫超導磁體、新型偏濾器設計，及時、有效吸納進國家主干技術路線，避免創新資源的碎片化與重復投入。

構建中國特色的聚變安全監管與標準體系。2026年1月，《中華人民共和國原子能法》正式施行，旨在鼓勵受控熱核聚變研發，并通過設立安全監管措施，在防范風險的同時激發創新活力，為聚變能研究提供制度保障與規范邊界。⑥我國應把握全球聚變監管規則空白的時間窗口，主動進行制度創新。可參照航空航天、核裂變等復雜系統工程的經驗，聯合頂尖科研機構、工程企業、安全專家，充分考慮聚變不產生長期高放射廢料、無臨界事故風險的特性，研究制定《聚變裝置安全法規框架》《聚變設施分類分級安全要求》等基礎性文件。

監管體系設計應秉持“包容審慎”原則：一方面，為不同技術路線、不同階段的實驗裝置設立差異化的安全準入要求，為創新留出試錯空間；另一方面，對面向能源生產的示范堆、商用堆，必須確立不可逾越的安全底線和嚴格的許可制度。此舉不僅能保障國內聚變產業行穩致遠，更能使中國在未來的國際聚變安全標準制定中，輸出制度性公共產品。

創新金融與政策工具，培育服務國家戰略的“耐心資本”。為此，需通過精巧的政策設計，引導資本邏輯適配聚變能源研發的長周期特性。2025年12月26日，國家創業投資引導基金正式啟動。應進一步完善國家級聚變產業引導基金，采用“政府出資引導、社會資本參與、市場化運作、風險共擔”模式，重點投向抗輻照材料、氚增殖包層等需要長期投入，且市場短期不愿介入的關鍵薄弱環節。同時，需完善覆蓋全鏈條的政策支持體系，探索發行“綠色聚變”主題債券以吸引長期穩健的社會資金。此外，建立科學的商業聚變公司評價與準入機制，有效引導資本投向真正具備“硬科技”與“真創新”能力的實體。

堅持自主可控與開放合作的辯證統一，塑造負責任大國形象。核聚變的終極目標是服務全人類，因此中國的戰略應立足自主并推動國際合作，筑牢自主可控的技術根基與深化全球合作相輔相成。一方面，以CFEDR為重點，堅定不移地實現從設計軟件、特種材料、關鍵部件到系統集成的全鏈條自主知識產權，確保核心技術在任何國際形勢下不受制于人。另一方面，持續履行大國責任，中國作為關鍵參與方深度支持ITER計劃，同時積極構建聚變能源國際合作新范式。

2025年10月，國家原子能機構聯合四川省人民政府和國際原子能機構，在成都主辦世界聚變能源集團第二次部長級會議，并發布《世界聚變能源集團成都聲明》，倡導“創新共享、和平利用、普惠發展”的合作理念⑦；同年11月，由中國科學院主導的燃燒等離子體國際大科學計劃項目在合肥啟動，公布緊湊型聚變能實驗裝置BEST研究計劃，并推動中、法、英、德、意等多國科學家共同簽署《合肥聚變宣言》，促進國內外頂尖機構開展平等互利的技術合作。在此基礎上，中國需依托共建“一帶一路”科技創新行動計劃，與發展中國家共享聚變研究經驗與培訓資源，積極在全球平臺發起關于聚變倫理、安全標準與知識產權共享的國際討論。

中國核聚變六十余載發展歷程，歷經國家主導的艱苦奠基到“國家—市場”協同驅動的生態繁榮，穩步走向人類能源夢想的終極目標。展望前路，機遇巨大，挑戰嚴峻。工程化的難題尚待解決，材料科學的瓶頸亟需攻克，資本邏輯與戰略耐心需更好平衡。中國核聚變不斷取得突破的重要經驗，在于構建一個兼具工程實現力、制度包容性、戰略定力與國際視野的新型治理生態，這不僅是對中國式現代化在尖端科技領域的實踐檢驗，更是中國面向全球氣候變化與可持續發展挑戰，所貢獻的東方智慧與系統性解決方案。

（中國科學院合肥物質科學研究院等離子體物理研究所工程師蔡其敏，對此文亦有貢獻）

【注：本文系“科研范式變革下的西方科技體制改革研究”（項目編號：E5291Z12）、教育部哲學社會科學研究重大課題“工程科學哲學基本理論問題研究”（項目編號：23JZD006）研究成果】

【注釋】

①《中共中央關于制定國民經濟和社會發展第十五個五年規劃的建議》，《人民日報》，2025年10月29日。

②都芃：《首次實現“雙億度”！我國新一代人造太陽獲重要突破》，《科技日報》，2025年3月28日。

③王淦昌：《新科技革命的趨勢與對策——慣性約束核聚變（ICF）物理研究的進展與展望》，《物理實驗》，1992年第3期。

④萬元熙：《核聚變能源和超導托卡馬克——“九五”重大科學工程EAST通過國家驗收》，《中國科學院院刊》，2007年第3期。

⑤張志會、蔡其敏：《“人造太陽”，何時成真》，《光明日報》，2025年6月26日。

⑥《中華人民共和國原子能法》，新華社，2025年9月12日。

⑦《世界聚變能源集團部長級會議發表成都聲明 推動構建聚變能源領域國際合作新范式》，國家原子能機構網站，2025年10月14日。

責編/陳楠 美編/楊玲玲

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