（1）磁约束核聚变简介

    聚变能是一种战略能源，也是21世纪的换代能源。核能是能源家族中的新成员，它包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的质子通过裂变所释放出的巨大能量，目前已经实现商用化。由于裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料，这些因素都限制了裂变能的发展。而另一种核能形式就是目前尚未实现商用化的聚变能。氘氚聚变反应能够释放出大量能量，其燃料氘和锂在地球上几乎是无穷无尽的。聚变反应堆既不产生硫、氮氧化物等环境污染物质，也不释放温室效应气体；而且氘氚反应的产物没有放射性，中子对堆结构材料的活化也只产生少量较容易处理的短寿命放射性物质。因此，聚变能可以被看成是更清洁、更安全和可再生的新型能源。可控热核聚变能的研究分惯性约束和磁约束两种途径。惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变。而磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性，构造一个特殊的磁容器，建成聚变反应堆，在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大进展，磁约束研究大大领先于其他途径。科学家研究出一种形如中空面包圈的环形容器，这种面包圈形状的装置被称作“托卡马克”。在这类装置上做出的实验取得了一个又一个令人鼓舞的成果。所有这些实验成绩都表明：在这类装置上产生聚变能是可行的。但这些实验结果都是在数秒时间内以脉冲形式产生的，与实际反应堆的持续运行仍有较大的距离，其主要原因在于磁容器的产生是脉冲形式的。

    可控热核聚变能研究的一次重大突破就是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。

    （2）我国研究磁约束核聚变的意义

    我国的磁约束核聚变研究始于20世纪50年代末，该研究从一开始就以聚变能作为主要目标，并将研究重点集中在比较可行的托卡马克途径上。

    中国是能源短缺的国家。中国能源资源的现状是人均能源占有量极低，优质能源资源（石油、天然气等）严重短缺，能源结构很不合理。据估计，到2050年我国一半以上的能源仍来自煤。在可大规模开发的非化石能源(太阳能、核裂变能及聚变能)成为主要能源之前，以煤为主的能源仍会受到交通运输、环境污染、温室效应气体排放等问题的严重制约。无论怎样改进燃烧与排污技术，每年燃烧几十亿吨煤的状况都是不可能长期维持下去的。而聚变能具有资源无穷尽性、环境可接受性和经济竞争性，聚变能是目前认识到的可以最终解决人类能源和环境问题的最重要的途径之一。从这种意义上讲，聚变能的开发对我国长期可持续发展具有极为重要的意义。

    （1）ITER计划的发展过程

    1985年，在美、苏首脑的倡仪和国际原子能机构（简称IAEA）的赞同下，一项重大国际科技合作计划