#国家重大科技基础设施##微博公开课# （三）77个已建成或已获批的国家重大科技基础设施，核聚变研究装置占了5个：中国科学院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）、聚变堆主机关键系统综合研究设施（CRAFT，夸父），中核工业集团西南物理研究院的中国环流器一号（HL-1）、中国环流器二号M装置（HL-2M）、中国环流三号。其中夸父不是一个完整的核聚变装置，其目标是建设具有国际领先水平的超导磁体研究系统和偏滤器研究系统，为磁约束聚变堆主机关键系统研究提供粒子流、电、磁、热、力等极端实验条件。
核聚变反应对于温度的要求非常高，通常需要达到上亿摄氏度。在如此高的温度下，物质以高温等离子体（完全电离的气体）形态存在。为了持续输出反应能量，对于聚变等离子体的有效约束是关键。通常对于此类高温等离子体的约束方式有3种，即引力约束、惯性约束，以及磁约束。太阳的核聚变反应就是引力约束。美国的国家点火装置（NIF）和中国的神光系列研究装置采用惯性约束。而磁约束被认为是目前最有希望实现大规模受控核聚变反应的一种约束方式，上午5个国家重大科技科技基础设施都是属于磁约束。利用强大磁场将高温等离子体悬浮并约束在人造真空中，与反应容器的壁面隔开，从而可以维持核聚变稳定发生。实现这个过程的一类装置就叫托卡马克，是英文单词Tokamak的音译，这个单词是环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnet)、线圈(kotushka)四个单词的头两个或一个字母。EAST和中国环流三号都属于托卡马克，区别在于EAST利用超导产生强磁场，环流三号用铜线圈。
利用可控核聚变为人类社会发展提供能源，这必将是人类发展历史上里程碑意义的大转折。
以前人们经常开玩笑说“聚变研究目标的实现永远有50年的距离”，但是2025年，多位科学家改变了这种说法。比较有代表性的，是曾担任中国科学院副院长、中国科学院院士张杰，在7月8日未来科学大奖十周年庆典期间表示，预计20年内聚变能将走进千家万户。
在中国，除了上述5个国家级设施，两个商业级可控核聚变公司已浮出水面。第一个是成立于2023年5月19日的聚变新能（安徽）有限公司，前五家股东分别是：合肥产投新能科技合伙企业(有限合伙)、安徽皖能丰禾聚变科技合伙企业(有限合伙)、中国石油集团昆仑资本有限公司、合肥科学岛控股有限公司（中国科学院合肥物质科学研究院100%持股）、安徽省科创投资有限公司。公司主导建设基于超导托卡马克的紧凑型聚变实验装置（BEST），BEST于2023年1月正式启动建设，2025年5月正式启动总装。计划2027年完成总装，2030年实现聚变能量产出大于输入。BEST核心目标是首次实现氘氚燃烧等离子体的稳定运行并演示发电，填补从“实验堆”到“示范堆”的工程化空白，标志着我国在可控核聚变领域的技术突破和工程化应用迈入新阶段。
第二个公司是2025年7月22日在上海挂牌成立的中国聚变能源有限公司，该公司原为中核工业集团全资子公司，成立于1983年。该公司未来业务肯定是基于西南物理研究院在设计、建设和运行HL-1、HL-2M和中国环流三号方面的积累和经验。
相信国家重大科技基础设施在核聚变研究装置方面的布局，必将为中国可控核聚变能源走进寻常百姓家奠定坚实基础，这必将铭刻历史！
图1：EAST国画，图2：EAST现场图（合肥画报），图3：夸父效果图，图4：2025年7月25日BEST现场施工图