为什么中国现在的核聚变研究主要集中在四川成都和安徽合肥？看完你会有答案的。文中提到了箍缩、磁镜等专业术语将在后续章节中详细介绍 

上一章重点讲了受控核聚变的发展历程，有人说，你讲了这么多，没讲到中国，今天我们就专门捋一捋中国的核聚变发展历程，这样有助于你对关于中国人造小太阳的碎片化信息有个整体的认识，咱们开始吧！

受控核聚变中国发展史

1、准备阶段

出乎意料的是，中国的受控核聚变研究并没有明显落后于其他先发国家，早在1955年，钱三强和刚留美归来的李正武便提议开展中国的“可控热核反应”研究。

1957 年，我国派北京大学的胡济民和原子能研究所（即后来的中国原子能科学研究院）的李正武参加了在威尼斯召开的第三届气体电离现象的国际会议。当时在这系列的学术会议上发表了一些关于高温等离子体和聚变研究的报告。

一般认为，我国真正开始进行聚变研究的年份是 1958 年。在这一年，原子能研究所、北京大学、复旦大学、中科院物研所、电工研究所等单位组织人员学习理论，并开始建立实验设备，一般是箍缩类的放电装置。转年，中科院西安光学精密机械研究所和西安电容器厂也分别开始试制聚变实验所必需的高速相机和脉冲变压器。

1958 年，原子能研究所建立了 一台 Z 箍缩装置，称为“雷公”，转年，又研制一台脉冲压缩磁镜（当时叫磁笼），称为‘‘小龙”，此时，列夫·阿蒂西莫维奇（Lev Artsimovich）、阿纳托利·弗拉索夫（Anatoly Vlasov）等著名的苏联核物理专家来到中国讲学，为当时中国的核物理发展提供了帮助。

在中国科学院物理研究所，这一阶段的研究工作是在孙湘领导下进行的。她曾主持研制了我国第一台真空紫外光谱仪。在此工作基础上，她领导的小组先后研制了 Z 箍缩和角向箍缩装置，并进行了一些等离子体光谱学研究。

1962 年黑龙江原子核研究所建成一台小型角向箍缩装置。同年，卢鹤线、周同庆、许国保编著的《受控热核反应》出版。这本一千多页的巨著基本囊括了当时的主要磁约束聚变文献的内容。

1959 年， 1962 年和 1966 年，先后召开了三次磁约束聚变研究的全国性学术会议，分别在哈尔滨和北京举行，当时称为“电工会议”。以上为我国聚变研究的准备时期，侧重知识的积累、研究工程和宏观物理问题。

2、整合时期

1965 年，东北技术物理研究所（原黑龙江原子核研究所）与原子能研究所十四室合并，开始迁往四川乐山，称西南五八五所，即现在的核工业西南物理研究院的前身。

他们在 1971年组装了一台仿星器“凌云”装置，并用电子束研究了其中的磁面结构。1975 年，该所建成超导磁镜“303”，为当时国内最大的聚变装置。

1966 年举行的第三次电工会议建议中科院进行聚变研究。中科院物理研究所于 1968 年建成一台角向箍缩装置，并于下一年在这一装置上观察到热核聚变中子。

从 1972 年起，中科院开始在合肥筹建受控聚变研究基地。1974 年，中科院物理研究所建成一台托卡马克装置CT-6 ，后升级为 CT-6B 。 

1975年合肥的中国科学技术大学设立等离子体物理专业。 1978 年位于合肥的中科院等离子体物理研究所正式成立。他们研制和运行了一台空芯托卡马克 HT-6B。

以上为我国聚变研究的整合时期， 主要成果是奠定了乐山、合肥两个聚变研究基地， 主要研究方向转向托卡马克。这一时期也为后来的发展在技术和人才上做了准备。

这一段时期主要是工程上进步明显，由于国内工部门的支持，不锈钢波纹管、氮质谱检漏仪、涡轮分子泵、溅射离子泵、四极质谱计等聚变研究必要器材作为产品相继问世。电源技术、焊接技术、大功率微波技术在这一时期也得到较快发展。但是诊断技术、数字技术较滞后，所以物理研究相对薄弱。这一时期的后期开始了和国外的学术交流。

发展时期

接下来的发展则主要由核工业西南物理研究院和中国科学院等离子体物理研究所这两家机构主导。

1984 年，核工业西南物理研究院成功研制 HL-1（环流器一号）装置。同年，中国科学院等离子体物理研究所成功研制空芯变压器托卡马克 HT-6M 装置。此后，聚变研究纳入国家 863 计划，开展了辅助加热、电流驱动、聚变裂变混合堆等先进研究课题，进一步开展和加强了国际交流与合作。

图：中国第一台超导托卡马克HT-7

1991 年，合肥，中国科学院等离子体物理研究所将苏联的 T-7 装置改建为我国第一台超导托卡马克 HT-7（东方超环EAST的前辈）。 

上图打的牌子严格说来是不准确的，装置上面挂着的小牌子写的是HL-1M ，这是由HL-1升级而来的

1994 年，核工业西南物理研究院将 HL-1 升级为 HL-1M（环流器新一号）。

环流器二号 A

2002 年，核工业西南物理研究院利用原来德国的轴对称转化器实验装置（ ASDEX ，Axially Symmetric Divertor Experiment）装置主体改建为 HL-2A （环流器二号 A）装置。

1999 年正式动工建设，2002 年 11 月中旬获得初始等离子体。HL-2A装置的使命是研究具有偏滤器位形的托卡马克物理，包括高参数等离子体的不稳定性、输运和约束，探索等离子体加热、边缘能量和粒子流控制机理，发展各种大功率加热技术、加料技术和等离子体控制技术等，通过对核聚变前沿物理课题的深入研究和相关工程技术发展。

HL-2A装置大功率加热系统包括电子回旋加热、低杂波和中性束注入系统。电子回旋共振系统用6个回旋管作为微波源，最大功率为3 MW，中性粒子束系统的注入功率为3 MW，中性粒子能量为30—50 keV，HL-2A装置自运行以来，取得了很多新的研究成果。除了在电子回旋加热实验中获得了4.9 keV的电子温度，在中性束加热条件下得到了2.5 keV的离子温度等高参数。

Sino-United球形托卡马克装置

2003 年，中国科学院等离子体物理研究所和清华大学合作，建成一台球形托卡马克SUNIST(Sino-United Spherical Tokamak）。华中科技大学将美国的 TEXT 装置引进国内，称为 J-TEXT 装置。随后，浙江大学和北京大学等校也开展了理论和数值方面的研究工作。同时，我国开始申请加入 ITER 计划，并于2005年正式加入。

EAST

2006 年，中国科学院等离子体物理研究所成功建成了一台先进超导托卡马克实际装置（EAST，Experimental  Advanced  Superconducting  Tokamak），又名东方超环。这一年的 10 月，第 21 届国际聚变能大会在成都召开，为这一系列的会议首次在中国召开。

EAST 装置主机部分高 11 m、直径 8 m、重400 t，由超高真空室、纵场线圈、极向场线圈、内外冷屏、外真空杜瓦、支撑系统等6大部件组成，EAST装置真空室的形状为D形(非圆截面)。同国际上其他托卡马克装置相比，其独有的非圆截面、全超导及主动冷却内部结构3大特性使其更有利于实现稳态长脉冲高参数运行，EAST位形与ITER相似且更加灵活。EAST装置装备了30 MW以上的辅助加热和电流驱动系统以及近80项诊断系统，绝大多数系统均具备高参数稳态运行的能力。

EAST建造至今，创造了很多另世界瞩目的纪录，建成以来已开展实验 96000 余次，曾获得了1兆安培的可重复等离子体电流，这是目前全世界最高。

先后实现了电子温度１亿度（中心1500万度）１０１．２秒长脉冲转移等离子体放电；中心电子温度 1 亿度 10 秒等离子体运行，电子温度大于2000万度，411 秒约束等国际重大突破。

目前，EAST 正在进行新一轮升级改造，在尖端材料、关键部件、主要子系统等方面实施一系列重大提升，并将向芯部电子温度1 亿摄氏度 100 秒长脉冲运行目标发起冲击。

从2009 年开始， ITER 的国内专项启动，有力地支持了国内的聚变研究，更多的大学和和其他学术单位加入了聚变研究的队伍，各项研究工作取得很大进展。我国聚变事业从此进入新的发展时期。

新征程

进入到新时期，中国核聚变制定了清晰的近中远期目标。

近期目标：从2010－2020年，建立接近堆芯级稳态等离子体实验平台，吸收消化、开发和储备后ITER时代聚变堆关键技术，设计并筹建200~1 000兆瓦中国聚变工程实验堆（CFETR）．

中期目标从：2020－ 2035年，建设、研究和运行聚变堆；

远期目标从：2035－2050年，发展聚变电站。

怎么说呢，好好活到２０５０年聚变时代吧

目前中国核聚变的发展可以说是稳步的按照这个战略在前进，中国凭借东方超环和环流器２A方面积极的经验，更重要的是中国综合国力的提升，加入了ITER国际俱乐部。

１、深度参与ITER

受控核聚变的研究与工程实现直接相关，你搞多大规模的等离子体研究，最好的办法是建多大规模的等离子体约束装置，这需要强大的基建能力，中国正好是基建狂魔，在工程施工方面的推进速度非常快，所以中国加入ITER后也中标了很多ITER关键部件的施工制造。

中科院等离子物理研究所、中国核电工程有限公司、中国核工业二三建设有限公司、核工业西南物理研究院、法国法马通公司组成的联合体，成功中标ITER托卡马克主机TAC-1安装标段工程

比如，中国成功中标ITER托卡马克主机TAC-1安装标段工程，这是ITER托卡马克主机最重要的核心设备安装工程，也是自我国参与ITER计划以来通过国际竞标获得的金额最大的工程建造项目。TAC-1安装标段装配子任务有400余项，现场装配的部件数以万计，精度要求高，标准严苛。与托卡马克主机最核心的部件超导磁体和馈线系统相关的任务就有240余项。

图：经过长途跋涉，由中科院等离子体物理研究所制造的最大的场外构件6号极向场线圈于2019年4月正式交付，2020年6月26日运抵ITER现场

同时中国承担制造了最大的场外构件6号极向场线圈合同，以及极向场线圈导体、环形场线圈导体、第一壁、氚增殖模块等15个采购包，并积极向ITER输送中国的专家参与科技攻关。

由于深度参与ITER项目，中国的超导技术、高功率连续波加热、遥控机器人维护、大型低温系统和大型电源等方面获得了快速发展，并进入国际一流行列。

２、建造中国环流器２M（HL－２M）

“中国环流器二号M（HL-2M）从2007年就开始设计，建造它就是要与ITER同步开展研究，吸收消化ITER实验成果，并为中国自己的CFETR提供技术准备。建造的主要技术、目是开展第一壁和高温等离子体控制研究，从参数上来讲，可以看成是一个缩小版的ITER，所以被称为ITER的卫星装置，或者你可理解为ITER的模拟器，相比于ITER也更加灵活。

HL－２M是核工业西南物理研究院建造的第四个托卡马克装置，相对于上一代HL－２A，主要体现在加热功率上的大幅提升，将会进行电子回旋（功率达到2 MW）、中性束注入（功率达到8—10 MW)等多种加热方式的研究，加热功率的提升将可使炉内的离子温度达到１．５亿度以上。

装置带有独特的先进偏滤器位型，可进行高功率、高热负荷、强第一壁作用条件下，粒子、热流、氦灰的有效排除方法和手段的研究。大半径小半径较之HL－２A均有提升，所以，等离子体积是现有装置的2倍。

３、建造中国聚变工程实验堆

(CFETR，China Fusion Engineering Test Reactor)

图：聚变堆主机关键系统综合研究设施2019年在合肥三十岗开建

中国聚变工程实验堆(CFETR，China Fusion Engineering Test Reactor)是在吸收消化东方超环（EAST)和国际热核聚变实验堆(ITER)设计经验，以及中科院等离子体物理研究所多年托卡马克聚变装置主机设计经验的基础上提出的重大科学工程，目标直指聚变商业发电，比肩国际热核聚变实验反应堆（ITER），聚变功率增益、发电功率等设计参数超过ITER。

CFETR一期目标要实现聚变功率增益（输出/输入）Q>=5，功率达到20万千瓦的长脉冲燃烧等离子体约束；

二期调试冲击Q>=10，100万千瓦，为纯聚变电站打下基础。

核工业西南物理研究院的四代托卡马克以及ITER和CFETR的相关参数

4、理论端开始发力

根据数据统计，2007-2016年近10年以来，中国在核聚变领域每年的发文量位列全球第三（第一美国、第二德国），特别是近几年论文数量增长迅速，2015年接近美国，2016年超过美国！从主要机构发文来看，中国科学院整体在该领域的发文量排名第二（第一是美国通用原子公司），下属研究机构中发文量最多的是合肥物质科学研究院和中国科学技术大学。

可以预见，随着EAST、HL-2M和CFETR为主的中国核聚变实验工程的支撑，中国在受控核聚变领域的理论发展速度将会更快。

好了，从下一章开始，将正式介绍与核聚变有关的理论，回过头来再看看一些看得不是很明白的专有名词，你会更有收获的。