【摘要】中国核聚变事业的发展，逐步从跟随追赶走向自主创新，演进路径呈现出从“国家单一主导”到“国家与市场协同驱动”的转型升级范式。核聚变技术的成熟和应用，不仅在于提供一种强大的零碳基荷电源，而且将重新定义全球能源格局。面对核聚变工程化进程中的国际竞争与复杂挑战，中国核聚变事业的成功关键在于，构建目标清晰的系统协同、包容韧性的审慎监管、着眼长远的耐心资本支持的治理生态，以及在坚持自主可控基础上实现开放引领的能力。
【关键词】可控核聚变 清洁能源 全球能源治理
【中图分类号】TL99 【文献标识码】A
能源自主是国家发展的永恒命题。近年来，面对传统能源存在的资源约束、安全隐患等问题，我国加速从能源大国向能源强国转型攻坚。可控核聚变技术及其装置，因其模拟太阳产生能量的原理，也称“人造太阳”，致力于实现安全、持续、平稳的能量输出，被誉为人类终极能源解决方案。《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》提出：“前瞻布局未来产业，探索多元技术路线、典型应用场景、可行商业模式、市场监管规则，推动量子科技、生物制造、氢能和核聚变能、脑机接口、具身智能、第六代移动通信等成为新的经济增长点。”①放眼全球，核聚变技术正从科学探索走向工程现实，成为大国竞逐未来能源主导权的制高点。
2025年，中国核聚变研究在高参数等离子体长时间约束方面迎来里程碑式突破：中国科学院等离子体物理所自主研制的全超导非圆截面托卡马克（EAST）装置实现亿度千秒级高约束模稳态运行；中核集团牵头研制的先进磁约束核聚变实验装置“中国环流三号”（HL-3），创造离子温度与电子温度“双过亿”的世界纪录。②然而，核聚变研发周期以数十年计，需要巨大的耐心，其成功不仅依赖于物理原理的突破与成功应对工程极限的挑战，更建基于国家的制度安排、资源动员能力及与国际社会的互动关系。
中国核聚变技术发展历程
中国核聚变事业的发展，历经国际环境变迁、制度变革与创新主体扩容，在国家战略牵引下，逐步从线性追赶走向系统创新，演进路径呈现出从“国家单一主导”到“国家与市场协同驱动”的转型升级范式。
中国核聚变研究，起步于新中国成立后，我国致力于追求技术自主创新。1958年，在苏联成功研制T-1装置的启发下，我国核聚变研究从四川乐山艰难起步，隶属于二机部（后为中核集团）的585所（西南物理研究院前身），开启“环流”系列装置的仿制之路。
自20世纪60年代以来，全世界热核聚变研究形成两大分支：一是磁约束聚变（MCF），主攻方向是托卡马克向演示点火实验方向前进，另外还研究仿星器，反向场箍缩及磁镜等装置。另一平行研究分支是惯性约束聚变（ICF），主攻方向是激光聚变，以及轻、重离子束聚变及其他装置。③
历史赋予中国核聚变研究“两条腿走路”的机会。1972年，陈春先主持研制的CT-6装置正式建成并投入运行，标志着我国首台托卡马克装置的成功诞生，开启核聚变相关的基础物理探索。1974年，地处合肥的安徽光学精密机械研究所（以下简称“安徽光机所”）一室与受控站共同设计，加工建造第一个受控模拟试验装置——八号模拟装置（简称“八号工程”），于1974年12月调试成功实现放电。1976年11月，国家计委正式批准中国科学院在安徽光机所建设八号工程。20世纪80年代初，国家经济进入调整期，八号工程因预算压缩中止。陈春先临危不乱，提出“保留队伍、转向应用、积累技术”的策略。1978年9月，中国科学院等离子体物理研究所在合肥成立，在攻克多项关键技术难关后，成功研制HT-6B等小型实验装置，1984年底，建成我国首个空芯变压器托卡马克装置HT-6M。
核聚变研究分化为全超导与常规超导两种路径。1978年，改革开放打开国际学术交流的宝贵窗口，中国核聚变研究进入以能力积累与路径理性分化为特征的转型期。面对有限的资源，中国科学院等离子体物理研究所敏锐地抓住机遇，通过接收苏联T-7超导实验装置，并将其改造为“合肥超环”（ HT-7），实现从常规导体到超导技术的跨越，并瞄准国际科学前沿。同时，中核集团西南物理研究院选择持续深耕常规导体托卡马克，先后研制HL-1、HL-1M、HL-2A等装置，系统积累大规模工程设计、建造与运行的全流程经验。这种路径分化，是一种在特定历史条件下的理性分工，使我国能以较低成本同时全面学习两种技术范式。
截至20世纪80年代末，全球范围内已建成三个超导托卡马克装置，分别为苏联T-7（1979年建成）、苏联T-15（1988年初步建成）与法国Tore Supra（1988年初步建成，2016年重大升级后更名为WEST）。然而，这些装置的纵场磁体虽为超导磁体，却尚未真正实现全超导结构。后来的国际热核聚变实验堆（ITER），以及后续的工程示范堆（DEMO）与聚变能电站，均要求实现稳态运行。
20世纪90年代初，中国科学院等离子体物理研究所启动超导托卡马克的相关研究。EAST项目于1998年正式获批立项，2000年10月正式启动建设，至2006年初建设完成并成功开展首轮工程调试，于2007年通过国家竣工验收，是HT-7的下一代升级装置。④2002年，HT-7实现400秒长脉冲运行，标志着我国在超导磁体、低温系统等关键技术上取得实质性突破。EAST装置的成功设计与建造经验，不仅为中国参与ITER计划奠定重要基础，也为中国磁约束核聚变研究提供坚实的物理基础、工程技术支撑与人才队伍储备。
国家与市场协同赋能，核聚变技术逐步实现自主性建构、生态扩容与引领突破。2006年，中国正式加入ITER计划。实践表明，深度融入全球顶级科研网络非但没有导致技术依赖，反而极大激发我国自主创新的意识与信心。中国科学院的EAST，作为全球首个同类全超导托卡马克装置，设计理念超越ITER相对保守的方案。2012年以来，EAST先后10次刷新高温等离子体运行的世界纪录，尤其是2025年实现“亿度千秒”，使其角色从ITER的“学生”和“验证者”，转变为一个能够产出独有数据、探索未知前沿的“引领性实验平台”。
2025年3月，“中国环流三号”最新实验首次实现原子核温度1.17亿度、电子温度1.6亿度的参数水平。此次实验中，由团队自主研发的加热、控制与诊断等设备与系统首次投入运行，相关技术指标达到国际前列。⑤EAST项目和环流三号协调超过200家单位共同攻关，印证新型举国体制下网络化创新效能。
ITER项目原定于2025年完成，但其首次等离子体放电时间，已调整至2034年。与之形成鲜明对比的是，2016年，中国提出建设新一代聚变工程实验堆（CFETR），其规模与关键参数超越ITER。这标志着中国聚变“三步走”战略，完成从实验堆到示范堆、最终到商用堆的完整技术链条布局，目标是2050年实现聚变能商业化。随着项目定位升级，CFETR已更名为中国聚变工程示范堆（CFEDR），建设重点从实验转向示范。为配合CFEDR建设，我国同步启动综合性聚变科研平台“夸父”（CRAFT），旨在建设全球高参数、功能完备的研发测试平台，为示范堆工程提供关键技术支撑并培养人才。
目前，中国依托CFEDR等后续规划，展现出探寻终极能源的信心与系统能力。中国技术的引领价值也反映在国际项目合作上，2026年1月起，ITER管理层开始新一轮轮值，由中方专家段旭如担任ITER科技咨询委员会主席。
同时，中国开始允许商业资本进入核聚变领域。2025年，其发展进程达到标志性节点：注册资本高达150亿元的“中国聚变能源有限公司”在上海成立，股东包括中核集团、中国石油、国家绿色发展基金等“国家队”与民营龙头企业，其定位清晰指向聚变能源的工程化与商业化。在此之前，风险资本驱动的创业公司，如能量奇点、星环聚能，已累计融资超百亿元，专注于高温超导托卡马克、球形托卡马克等紧凑化、快速迭代路线。产业资本代表，如新奥集团，以极大耐心，布局氢硼聚变等颠覆性、高难度的替代路线。
商业力量的进入，带来发展范式与创新文化的转变。在技术路线上，形成“主流路径紧凑化”与“替代路线探索”并行的多样化格局，打破长期以来对大型常规托卡马克的单一聚焦。在创新生态上，传统的“国家立项—院所攻关”模式，被由国家战略需求、市场风险投资、企业技术理想与产业长远布局的协同网络所取代。这极大增强资源动员能力与技术迭代速度，同时带来目标冲突、评价标准不一与潜在资源分散的新挑战。
“人造太阳”的多维价值
核聚变的价值，远不止于提供一种强大的零碳基荷电源。更为关键的是，核聚变技术的成熟与应用，将重新定义全球能源格局。
国家能源需求从“资源禀赋依赖”转向“技术自主创新”。传统能源安全观聚焦于，对化石燃料资源地及其运输通道的控制与争夺，国家安全与地理禀赋深度绑定。风电、光伏等可再生能源，受限于固有的间歇性、波动性及对土地资源的巨量需求；核裂变受限于铀矿资源分布与核废料处置的长期挑战，都难以担当能源安全“压舱石”的重任。
核聚变能源在相当程度上突破这一困局。其所需燃料氘，可从海水中近乎无限提取，燃料成本极低，且全球分布均匀。可以说，掌握聚变技术，就彻底摆脱对外部资源的地理依赖。对于中国这样一个“富煤、缺油、少气”、能源消费持续攀升的大国而言，聚变技术的成功应用，将实现能源安全从依赖“外部保障”转向倚靠自身“内在能力”。
推动产业升级与科技创新。核聚变研究是复杂而宏大的系统工程之一，其推进过程本身，就是强大的高新技术“孵化器”和产业“锻造炉”。EAST、HL-3等大科学装置的建设与运行，强力牵引并催生一系列前沿产业：为满足极端磁场需求而发展的二代高温超导带材技术，已衍生至医疗核磁共振、高速磁浮交通领域；为应对极端热负荷而研发的钨铜复合材料与先进热沉技术，对航空航天、高端装备制造具有重要价值；大功率稳态电源系统、高性能计算与人工智能等离子体控制系统等，均处于相关工业领域的技术制高点。
更重要的是，核聚变事业驱动物理学、材料科学、机械工程、控制科学与计算机等多学科深度融合，打造面向真实世界极端复杂问题的科研范式，所锻造的，不仅有专业领域的专家，还有具备系统思维、能驾驭重大工程的战略科学家与工程师队伍。这支队伍承载着跨学科体系构建、系统工程方法优化与关键难题攻坚的重任，构成推动国家科技整体向高阶跃升的智力支撑，其意义超越任何单一技术突破。
对全球能源治理格局的深度重塑。当前，全球能源治理体系以石油输出国组织和国际能源署等为中心，长期依托于化石能源的资源控制与消费市场。核聚变能源一旦实现发电，将改变这一治理结构，未来的能源秩序不再取决于资源储量，而是由技术先进性、工程成熟度与产业整合能力所定义。技术领先国家将获得较大规则制定权，包括聚变堆安全标准、设备认证体系、氚燃料循环国际准则，以及聚变电力并网与交易规则等关键制度的建立主导权。这不仅意味着巨大的经济利益，如技术标准和关键装备的全球市场优势，更代表拥有引领能源格局治理的能力。中国通过推进CFEDR计划并坚持开放合作，正是希望在此领域率先实现突破。
从实验突破迈向应用发电面临的挑战
在从实验突破迈向应用发电的道路上，面临巨大的工程化难题。中国核聚变事业取得显著成就，同时面临由技术极端复杂性、体系内生矛盾与外部竞争不确定性交织而成的挑战。
平衡技术路线中“主流聚焦”与“颠覆性探索”之间的关系。尽管商业力量带来技术路线的多样化萌芽，但重点资源与关注点，目前仍高度集中于大型超导托卡马克。这虽然有利于在既定赛道上快速逼近目标，但也可能形成强大的技术路径依赖，压缩对其他可能具有颠覆性潜力路线，如先进仿星器、激光惯性约束聚变的能源应用、Z箍缩等的探索空间。如何在进行大规模工程投入的同时，为高风险、高不确定性的替代性原理探索，保留足够的预留空间和资源支持，考验着决策者战略眼光与风险管控能力。
基础材料尚在研发与安全监管体系尚待构建，影响聚变商业化进程。实现持续净能量输出（Q值远大于1）和稳态运行的主要障碍，已从等离子体物理问题，转向如何确保极端环境下的材料科学与系统工程可靠性。聚变堆第一壁材料需要承受每平方米高达数十兆瓦的热流，和14MeV高能中子的持续轰击，这会导致材料肿胀、脆化、活化，性能迅速退化。目前，全球范围内能够满足示范堆要求的抗辐照材料，仍处于早期研发阶段，这是制约聚变商业化进程的首要问题。与此同时，从核聚变实验装置到商用电站，缺乏全球性的安全监管框架。核聚变虽不产生长期高放射性废料，无裂变链式反应失控风险，但其强辐射场、强磁场、大储能系统以及氚的操作，仍构成独特的工程安全挑战。现有的核安全监管体系基于裂变堆经验建立，无法直接套用。为此，需要构建一套与聚变技术特性相匹配，贯穿设计、建造、运行、退役全生命周期的安全标准、审批流程和监管体系。这项工作的重要性，丝毫不亚于技术研发本身。
调和创新体系的结构性矛盾，克服资本的短期化倾向。当前创新体系存在若干结构性矛盾。首先，以论文、奖项为导向的传统科研评价体系，与聚变工程化阶段亟需解决具体技术难题、提升技术成熟度（TRL）的导向之间存在错配。这可能导致研究资源向易出论文的物理诊断方向倾斜，而工程材料、氚工艺等“硬骨头”领域投入相对不足。其次，国家主导力量与商业公司之间，尚未完全建立高效协同、良性竞争的生态关系，存在数据共享壁垒、人才流动不畅、技术互认困难等问题。商业公司，特别是受风险资本驱动的创业公司，其生存逻辑要求快速达成技术里程碑，以获取后续融资，这样一来，可能出现追求短期参数表现而牺牲工程稳健性与长期可靠性的倾向，与核能设施固有的安全至上、质量第一原则产生冲突。资本的“快”与聚变的“慢”之间，需要有效的缓冲与引导机制。
构建协同、韧性与引领的新型治理生态
面对核聚变工程化进程中的国际竞争与复杂挑战，中国核聚变事业取得成功的关键在于，构建目标清晰的系统协同、包容韧性的审慎监管、着眼长远的耐心资本支持的治理生态，以及在坚持自主可控基础上实现开放引领的能力。
明确分工，构建“国家—市场”有机协同机制。自上而下地明确国家战略科技力量，与市场化改革主体的功能定位与协同接口。建议基本分工为：“国家队”主导原理性验证、重大科学基础设施建设、长周期基础研究与共性技术平台开发；“商业力量”主导技术路径多元化探索、关键部件快速迭代、工程集成方案创新与特定应用场景开发。
国家需通过制度设计促进协同协作。例如，将EAST、HL-3等大科学装置作为国家支持的“公共实验平台”，向合规的商业公司开放机时，设立“揭榜挂帅”式的工程挑战项目；在CFEDR等国家重大工程中，探索采用“总体单位+竞争性配套”模式，吸纳具有技术特长的商业公司参与部件研制。同时，建立强有力的反向吸纳机制，设立专门通道与评估程序，将商业领域产生的突破性技术成果，如性能卓越的高温超导磁体、新型偏滤器设计，及时、有效吸纳进国家主干技术路线，避免创新资源的碎片化与重复投入。
构建中国特色的聚变安全监管与标准体系。2026年1月，《中华人民共和国原子能法》正式施行，旨在鼓励受控热核聚变研发，并通过设立安全监管措施，在防范风险的同时激发创新活力，为聚变能研究提供制度保障与规范边界。⑥我国应把握全球聚变监管规则空白的时间窗口，主动进行制度创新。可参照航空航天、核裂变等复杂系统工程的经验，联合顶尖科研机构、工程企业、安全专家，充分考虑聚变不产生长期高放射废料、无临界事故风险的特性，研究制定《聚变装置安全法规框架》《聚变设施分类分级安全要求》等基础性文件。
监管体系设计应秉持“包容审慎”原则：一方面，为不同技术路线、不同阶段的实验装置设立差异化的安全准入要求，为创新留出试错空间；另一方面，对面向能源生产的示范堆、商用堆，必须确立不可逾越的安全底线和严格的许可制度。此举不仅能保障国内聚变产业行稳致远，更能使中国在未来的国际聚变安全标准制定中，输出制度性公共产品。
创新金融与政策工具，培育服务国家战略的“耐心资本”。为此，需通过精巧的政策设计，引导资本逻辑适配聚变能源研发的长周期特性。2025年12月26日，国家创业投资引导基金正式启动。应进一步完善国家级聚变产业引导基金，采用“政府出资引导、社会资本参与、市场化运作、风险共担”模式，重点投向抗辐照材料、氚增殖包层等需要长期投入，且市场短期不愿介入的关键薄弱环节。同时，需完善覆盖全链条的政策支持体系，探索发行“绿色聚变”主题债券以吸引长期稳健的社会资金。此外，建立科学的商业聚变公司评价与准入机制，有效引导资本投向真正具备“硬科技”与“真创新”能力的实体。
坚持自主可控与开放合作的辩证统一，塑造负责任大国形象。核聚变的终极目标是服务全人类，因此中国的战略应立足自主并推动国际合作，筑牢自主可控的技术根基与深化全球合作相辅相成。一方面，以CFEDR为重点，坚定不移地实现从设计软件、特种材料、关键部件到系统集成的全链条自主知识产权，确保核心技术在任何国际形势下不受制于人。另一方面，持续履行大国责任，中国作为关键参与方深度支持ITER计划，同时积极构建聚变能源国际合作新范式。
2025年10月，国家原子能机构联合四川省人民政府和国际原子能机构，在成都主办世界聚变能源集团第二次部长级会议，并发布《世界聚变能源集团成都声明》，倡导“创新共享、和平利用、普惠发展”的合作理念⑦；同年11月，由中国科学院主导的燃烧等离子体国际大科学计划项目在合肥启动，公布紧凑型聚变能实验装置BEST研究计划，并推动中、法、英、德、意等多国科学家共同签署《合肥聚变宣言》，促进国内外顶尖机构开展平等互利的技术合作。在此基础上，中国需依托共建“一带一路”科技创新行动计划，与发展中国家共享聚变研究经验与培训资源，积极在全球平台发起关于聚变伦理、安全标准与知识产权共享的国际讨论。
中国核聚变六十余载发展历程，历经国家主导的艰苦奠基到“国家—市场”协同驱动的生态繁荣，稳步走向人类能源梦想的终极目标。展望前路，机遇巨大，挑战严峻。工程化的难题尚待解决，材料科学的瓶颈亟需攻克，资本逻辑与战略耐心需更好平衡。中国核聚变不断取得突破的重要经验，在于构建一个兼具工程实现力、制度包容性、战略定力与国际视野的新型治理生态，这不仅是对中国式现代化在尖端科技领域的实践检验，更是中国面向全球气候变化与可持续发展挑战，所贡献的东方智慧与系统性解决方案。
（中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所工程师蔡其敏，对此文亦有贡献）
【注：本文系“科研范式变革下的西方科技体制改革研究”（项目编号：E5291Z12）、教育部哲学社会科学研究重大课题“工程科学哲学基本理论问题研究”（项目编号：23JZD006）研究成果】
【注释】
①《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十五个五年规划的建议》，《人民日报》，2025年10月29日。
②都芃：《首次实现“双亿度”！我国新一代人造太阳获重要突破》，《科技日报》，2025年3月28日。
③王淦昌：《新科技革命的趋势与对策——惯性约束核聚变（ICF）物理研究的进展与展望》，《物理实验》，1992年第3期。
④万元熙：《核聚变能源和超导托卡马克——“九五”重大科学工程EAST通过国家验收》，《中国科学院院刊》，2007年第3期。
⑤张志会、蔡其敏：《“人造太阳”，何时成真》，《光明日报》，2025年6月26日。
⑥《中华人民共和国原子能法》，新华社，2025年9月12日。
⑦《世界聚变能源集团部长级会议发表成都声明 推动构建聚变能源领域国际合作新范式》，国家原子能机构网站，2025年10月14日。
责编/陈楠 美编/杨玲玲
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