自上个世纪原子弹与氢弹爆炸以后，和平利用聚变核能的研究就拉开了序幕。然而，半个世纪过去了，几乎同时起步的裂变核能已经得到了商业化应用，并已发展到第四代核能系统。但聚变能仍旧处在研究阶段，并从目前的进展来看，距离商业化应用尚遥遥无期。

屡屡迟到的ITER计划

国际热核聚变实验堆计划，简称“ITER计划”，是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。该计划倡议于1985年，工程设计于2001年完成，此后经5年谈判，包括中国在内的七个国家于2006年正式签署联合实施协定，正式启动历时将达35年的ITER计划，2013年6月，主装置“托卡马克”综合体建设工作在法国开始，ITER项目正进入全面建设阶段。

到目前为止，ITER计划已经耗费了大量金钱和时间。工期拖延和成本攀升的主要原因之一在于广泛的设计审查，与过于繁琐的项目组织管理体系—根据规定，ITER计划的合作伙伴需要抵押实物而非付以现金，来资助该装置建设所需部件。这样一来，磁铁、仪器以及反应堆设备可能来自世界各地，面临曲折往复的沟通问题。现在看起来，它的成本要超过500亿美元，是最初估计的10倍[1]——而且在2027年之前，还无法开始它的首次加料实验，比原计划晚了11年。

为回应外界的严厉指责，ITER委员会决定改革内部管理体制。据《The New Yorker》透露，ITER列举了该项目的多项问题，其中包括官僚主义、“项目文化”缺乏，以及“令人难以忍受的低效率”，还特别批评了ITER“孱弱的领导班子”，并提出新任主席“必须强势，富有运作大项目的经验，拥有鼓舞人心的领导力”[2][3]。

祸不单行，ITER项目的参与国的信心也开始动摇。连续第二年，美国参议院已采取行动计划将该国拉出ITER项目。相关提议出自参议院的《能源和水支出法案》，该法案将为能源部（DOE）和其他机构规定2016财年的经费。虽然最终5月1日众议院立法者通过了他们的《能源和水支出法案》，并计划提供1.5亿美元作为美国对ITER的贡献，低于白宫的预期。实际上，从一开始，在美国，ITER就遭遇到了不少非议，因为这样的大科学工程研究挤占了其他聚变项目、聚变装置的经费，各种替代聚变方案、装置也由于预算削减而逐渐强制停止。

在麻烦中前行的NIF

美国的国家点火设施，简称NIF，是世界上最大的激光器，建造和运行成本总共花费了35亿美元。这个世界上最大的激光聚变机器坐落在加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室。在装置内部，激光器会产生192条激光束，射向一个含氘氚的氢球形靶丸产生一亿摄氏度左右的高温，从而触发氘氚聚变，释放大量能量。在2014年9月末进行的一次聚变实验中，聚变反应释放出的能量超过了燃料球吸收的能量—在全世界聚变装置中取得了里程碑突破[4]。

事实上，NIF项目也并非一帆风顺，NIF研究团队点火目标的推进曾一推再推。据《科学美国人》报道，去年美国国家科学院专家小组的一份中期报告显示，NIF激光触发核聚变的方法并不被十分看好。目前NIF的激光器每天只能发射几次。只有当每秒钟发生三四次甚至更多的核聚变且连续不断地进行下去，并且每次聚变的能量增益达到10～100倍，才能实现实用化。

负责NIF的科学家指出，NIF所创造的核聚变能提供大量能源，而产生的辐射废料则少于传统核反应堆。但有科学家指这装置无法解决能源问题，只是浪费纳税人金钱。除此之外，劳伦斯利物摩尔国家实验室还多次遭到反对组织的抗议：人们忽略了这个激光器的诞生初衷是为了加速核武器的发展，并会训练年轻物理学家研发新一代核武。

聚变的“终南捷径”

2013年，在欧洲聚变发展协会（EFDA）发布的欧盟聚变示范电站（DEMO）路线图中，作为备选方案，鼓励继续对仿星器进行研究。

2014年10月15日，洛克希德·马丁公司宣布设计出磁约束密集型核聚变装置，能够把尺寸控制在能放在一辆卡车上的大小，并宣称在五年内造出原型。从其公布图片上看实际是一个磁会切位型的磁约束装置。

2015年8月，美国一家名为三阿尔法能源的私人投资公司宣称，他们建立了一个磁约束聚变装置，让球型过热气体在1000万摄氏度的温度下，稳定地保持了5毫秒。引起了媒体的广泛关注。

其实，无论仿星器也好，磁会切装置也好，都曾是上世纪50、60年代已经提出并研究过的装置，正是托卡马克的出现使它们淡出了人们视线。而近十年来，也正是随着人们的耐心逐渐耗尽，越来越多的科研人员开始把目光放回到其他的约束方式上，试图去寻找实现聚变的“终南捷径”，即使从“聚变三重积”的角度这些装置距离真实聚变能仍处于比较初级的阶段。

从理论上来讲，聚变物理基础早已清晰明了，但要想真正获取核聚变能，还面临大量工程与技术难题。如ITER、NIF这类大型聚变装置，仍存在一个个瓶颈问题等待科学家来解决，一些新概念、新装置也在试图通过思想上的创新来巧妙的实现“弯道超车”。无论如何，聚变能的大门始终开放，聚变能的发展路线还处于探索之中，谁能第一个取走其中的宝藏，仍需我们耐心的等待。

参考文献：

[1] ITER's new chief will shake up troubled fusion reactor. Nature, 21 November 2014

[2] How to Fix ITER. The New Yorker. 28 February, 2013

[3] 2013 ITER Management Assessment

[4] Fuel gain exceeding unity in an inertially confined fusion implosion. Nature 506, 343–348

[5] After ITER, Many Other Obstacles for Fusion Power. Science, 17 January 2013