核聚变（nuclear fusion），又称核融合、融合反应、聚变反应或热核反应，即两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。质量小的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），能让核外电子摆脱原子核的束缚，两个原子核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来，大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。

可控核聚变带来未来能源新解，具备原料丰富、清洁、安全等优势。可控核聚变利用氢同位素（如氘和氚）在极高温度和压力下发生聚变反应，释放出巨大的能量。与核裂变相比，核聚变具有能量密度高、原料丰富、放射性废物少、安全性高等优势。能量密度高：据统计，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油。原料充足且较易取得：氘可以通过提取并电解海水中的重水获得，而氚可以通过热中子轰击锂6 原子得到。相比于核裂变的链式反应安全性高：核聚变的反应条件要求极高温度，可通过停止燃料供应来停止反应。

磁约束是更具商业化可能性的技术路线，托卡马克装置全球布局更为成熟。目前，磁约束和惯性约束是实现可控核聚变的两种主要途径，而我国主要布局磁约束技术路线。磁约束聚变装置主要有托卡马克、仿星器、磁镜等，托卡马克装置是目前人类性能最好的磁约束聚变方案，代表性工程为国际热核聚变实验堆(ITER)、中国聚变工程实验堆（CFETR）等。CFETR第二阶段到2035年，计划建成聚变工程实验堆，开始大规模科学实验；第三阶段到2050年，聚变工程实验堆实验成功，建设聚变商业示范堆，完成人类终极能源。

我国发展现状：

核聚变反应堆结构包括真空瓶、包层模块、杜瓦、超导磁体等，中国掌握部分核心技术。托卡马克装置的主体部分由一个环形真空室和一系列磁场线圈组成，核心部件包括真空室、磁体系统、包层模块、偏滤器、真空杜瓦。根据翌曦科技，在SPARC百亿的研发预算中，高温超导磁体的支出预计将占到50%。国内科研院在参与国际项目过程中积累了核聚变反应装置核心技术，ITER中的超导磁体、超导馈线、校正场线圈、内部线圈均由中国研发组完成。据Keytone ventures预测，全球核聚变市场规模将从2022年的2964亿美元增长至2027年的3951.4亿美元，CAGR为6.0%。

2023年4月12日，中国科学院等离子体物理研究所的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）成功实现了403 秒稳态长脉冲高约束模式等离子体运行，刷新了2017年托卡马克装置高约束模式运行101秒的世界纪录。可控核聚变创新联合体成立，推动核聚变产业发展。

2023年12月29日，25家央企、科研院所和高校组成了可控核聚变创新联合体，系统布局了重点技术、典型场景、重大工程项目，推进设立可控核聚变专业化公司，为可控核聚变产业发展奠定了坚实基础，有望促进可控核聚变商业化发展。

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