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本文核心數(shù)據(jù)：全球核聚變裝置個(gè)數(shù);全球核聚變裝置市場(chǎng)份額;核聚變裝置技術(shù)對(duì)比

1、可控核聚變技術(shù)主要分為磁約束聚變和慣性約束聚變兩大類

可控核聚變技術(shù)是當(dāng)今世界能源領(lǐng)域的前沿研究方向之一，旨在通過(guò)模擬太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，實(shí)現(xiàn)清潔、高效且?guī)缀鯚o(wú)限的能源供應(yīng)。可控核聚變技術(shù)是指在人為控制的條件下，使輕原子核克服電荷排斥力合并成更重的原子核，并在此過(guò)程中釋放出巨大能量的技術(shù)。這一過(guò)程需要極高的溫度和壓力，以使原子核的熱運(yùn)動(dòng)速度足夠高，從而增加核聚變反應(yīng)的概率。在可控核聚變中，最常用的燃料是氘和氚，它們?cè)诟邷馗邏合掳l(fā)生聚變反應(yīng)，生成氦核和中子，同時(shí)釋放出大量的能量。

可控核聚變技術(shù)主要分為兩大類：磁約束聚變和慣性約束聚變。

磁約束聚變利用強(qiáng)磁場(chǎng)來(lái)約束高溫等離子體，使其在不與反應(yīng)堆壁接觸的情況下維持聚變反應(yīng)。這種技術(shù)的關(guān)鍵在于如何產(chǎn)生和維持足夠強(qiáng)度和穩(wěn)定性的磁場(chǎng)，以及如何控制等離子體的溫度、密度和純度。高溫等離子體的產(chǎn)生與維持在于通過(guò)歐姆加熱、中性粒子束加熱和波加熱等方式，將等離子體加熱到數(shù)百萬(wàn)度甚至上億度的高溫，并在磁場(chǎng)的約束下維持這種高溫狀態(tài)。磁約束聚變裝置主要有磁鏡、仿星器和托卡馬克三類。

慣性約束聚變是利用粒子的慣性作用來(lái)約束粒子本身，從而實(shí)現(xiàn)核聚變反應(yīng)的一種方法。其基本思想是利用驅(qū)動(dòng)器提供的能量使靶丸中的核聚變?nèi)剂?氘、氚)形成等離子體，在這些等離子體粒子由于自身慣性作用還來(lái)不及向四周飛散的極短時(shí)間內(nèi)，通過(guò)向心爆聚被壓縮到高溫、高密度狀態(tài)，從而發(fā)生核聚變反應(yīng)。由于這種核聚變是依靠等離子體粒子自身的慣性約束作用而實(shí)現(xiàn)的，因而稱為慣性約束聚變。慣性約束聚變裝置主要有激光核聚變裝置和Z箍縮核聚變裝置。

2、磁約束技術(shù)是主流的可控核聚變技術(shù)路線，仿星器等替代技術(shù)路線近年來(lái)增長(zhǎng)迅速

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)聚變裝置信息系統(tǒng)(FUSDIS)2025年3月25日的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，目前全球共有28個(gè)國(guó)家或機(jī)構(gòu)正在開展托卡馬克設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行，涉及的裝置數(shù)量共167臺(tái)，其中托卡馬克80臺(tái)，仿星器28臺(tái)，激光/慣性約束13臺(tái)，其他路線46臺(tái)。總體來(lái)看，現(xiàn)階段托卡馬克仍是主流，占比接近聚變裝置的一半，但仿星器、激光約束及其他替代技術(shù)路線增長(zhǎng)也十分迅速。

2025年2月，據(jù)CMl數(shù)據(jù)庫(kù)和Coherent Market Insights統(tǒng)計(jì)分析，就技術(shù)而言，磁約束由于其有效性和可持續(xù)能源生產(chǎn)的潛力而占據(jù)最高的市場(chǎng)份額在技術(shù)方面，磁約束因其有效性和可持續(xù)能源生產(chǎn)的潛力而占據(jù)了62.4%的市場(chǎng)份額。初創(chuàng)公司也在尋求更具創(chuàng)新性的磁約束概念，如緊湊型環(huán)形線圈和仿星器，以降低建設(shè)和運(yùn)營(yíng)成本。憑借其經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的能力和致力于持續(xù)進(jìn)步的大量資源，磁約束是長(zhǎng)期解決全球能源需求和氣候變化緩解的潛在解決方案中的首要方案。

3、信息計(jì)算技術(shù)不斷突破下，仿星器研究熱度越來(lái)越高

由于托卡馬克裝置結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，以及技術(shù)成熟度高、高溫性能優(yōu)越等特性優(yōu)勢(shì)，因而在核聚變研究領(lǐng)域最為廣泛應(yīng)用。然而，它也存在依賴等離子體電流運(yùn)行，破裂危險(xiǎn)程度高等風(fēng)險(xiǎn)，且隨著規(guī)模的增加，工程復(fù)雜度和成本也會(huì)顯著提高。

近年來(lái)，仿星器研究熱度越來(lái)越高。過(guò)去，由于產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜，仿星器的研究進(jìn)展較為緩慢。但近年來(lái)，隨著信息計(jì)算技術(shù)的不斷突破和工程設(shè)計(jì)水平的日益提升，仿星器憑借著無(wú)需依賴等離子體電流的天然穩(wěn)態(tài)運(yùn)行、靈活的磁場(chǎng)設(shè)計(jì)以及更優(yōu)的熱流控制等優(yōu)勢(shì)，備受學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注。

激光式核聚變裝置是研究較早的一種聚變技術(shù)，但由于其高能耗、靶丸制造復(fù)雜以及重復(fù)運(yùn)行難度大等缺點(diǎn)，其實(shí)際應(yīng)用相對(duì)較少。不過(guò)，激光式核聚變裝置在基礎(chǔ)研究方面具有重要價(jià)值，并且國(guó)家可借助其研發(fā)進(jìn)一步深入探索激光武器技術(shù)，因此在未來(lái)仍具有一定的研究潛力。

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