盜火到人間——國際熱核聚變實驗堆建設啟動_資訊

國際熱核聚變實驗堆(ITER)組織第六屆理事會6月16日在中國蘇州開幕，第六屆理事會將審核ITER計劃基準。該基準作為綱領性文件體系，囊括了ITER計劃總進度、總費用、技術規格書和項目管理在內的幾千個文件，成為今後ITER計劃執行的基礎。與此同時，ITER裝置主廠房將按計劃于2010年7月在法國正式開工建造，實驗堆主體直徑28米，高30米，整個試驗基地預計至2019年基本建成。
　　核聚變有可能為人類提供幾乎是取之不盡用之不竭的清潔能源，把和平利用核聚變能源的物理學理論轉變為工程實際，是科學家長期探索、夢寐以求的目標。在全世界都對人類能源、環境、資源前景等問題予以高度關注的今天，參與各國堅持協商、合作的精神，擱置諸多的矛盾和利害衝突，最終達成了各方都能接受的協議，並開始合力建設世界上第一座聚變實驗堆。

核能：既能成為人類噩夢，也可為人類造福

原子核裏封鎖著巨大的能量，它在瞬間釋放出來時，具有一切其他武器都難以企及的毀滅性，一點點物質產生的能量就能摧毀一座城市。但如果予以恰當控制和分配，同樣的能量也許夠給這個城市供電一整年。
　　我們目前對前者比對後者精通得多，從人類擅長互相殺戮的歷史來看，這樣的黑色幽默並不稀奇。但現實不完全是黑色的，在和平利用自身力量的道路上，人類也還在緩慢前進。【詳細】

太陽構成

氘+氚=氦+能量

太陽的光輝營造世間萬物

核裂變與核聚變

一種原子核變化為另外一種原子核往往伴隨著巨大的能量釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，核聚變放出的能量比核裂變的更大。每克氘聚變時所釋放的能量為5.8×10⁸kJ，七倍于每克鈾235裂變時所釋放的能量8.2×10⁷kJ。【詳細】

太陽的能量與人類盜火的夢想

在太陽的中心，溫度高達1500萬攝氏度，氣壓達到3000多億個大氣壓。核聚變反應每秒鐘要消耗掉約五百萬噸的物質，並轉換成能量以光子的形式釋放出來。
　　幾十億年來，太陽猶如一個巨大的核聚變反應裝置，連續進行著氫聚變成氦過程，無休止地向外輻射著能量。太陽和其他恒星的動力，都來自聚變能。可以說，核聚變照亮著宇宙。
　　從某種意義上說，人類早就開始間接地利用核聚變產生的能量——地球萬物所依賴的能量，絕大部分都可追溯到太陽。人類在地球上利用的煤、石油、水能、風能、太陽能以及享用的食物，歸根結底都是太陽的聚變能(只有核裂變能、潮汐能和地熱能除外)。
　　但人類社會發展到今天，僅靠太陽遠遠傳遞過來的可用能源已經不夠用了。人類不能滿足於這種低水準的間接利用，渴望著能在地球上營造出人造太陽，直接掌握這種強大的核子能量。【詳細】

核聚變的難點：超高溫超高壓

核裂變可以自發地進行(核電站)，也可受激進行(原子彈)，但即便是受激進行，也只需高能炸藥營造的壓力即可。
　　核聚變要在超高溫超高壓條件下進行，這就是核聚變難以實現的原因。用核聚變原理造出來的氫彈就是靠先爆發一顆核裂變原子彈而產生的高熱，來觸發核聚變反應，使氫彈得以爆炸釋放出極大的能量。
　　目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要想巨大能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。【詳細】

受控核聚變：構建10億度以上的熊熊火爐

在第一顆原子彈爆炸後僅十多年，人們就建成了裂變核電站。按照理論，要建成聚變電站，科學家只需建造一個高溫高壓區域，把氫原子的同位素氘壓迫在這個區裏，用來迫使氫原子克服電荷間極大的斥力聚合。當兩個原子核聚合時，釋放的能量將能彌補為使它們聚合而施加的能量。
　　在等離子體中，由於高溫，電子已獲得足夠的能量擺脫原子核的束縛，原子核完全裸露，為核子的碰撞準備了條件。當等離子體的溫度達到幾千萬攝氏度甚至幾億度時，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同時還有足夠的密度和足夠長的熱能約束時間，這種聚變反應就可以穩定地持續進行。
　　等離子體的溫度、密度和約束時間三者乘積稱為“聚變三重積”，當它達到10²²時，聚變輸出的功率等於為驅動反應而輸入的功率，超過這一基本值反應才能自持進行。由於這一苛刻要求，受控核聚變至今沒有實現可利用的能量輸出。【詳細】

太陽核心的溫度有1500萬度，並伴以3000多億個大氣壓的高壓，即便這樣也只能夠進行低效率的質子聚變。而人造的物理環境很難實現超高壓與超高溫兼得，這意味著，人類必須製造出比太陽更極端的高溫環境。才能把天上的聖火，用於人間。
　　但是——沒有任何材料能經受得起10億度的高溫，物理學家計劃通過巧妙構造非接觸支撐（磁場或鐳射），使聚變的等離子體懸浮在真空中，從而將其約束住。並通過控制核聚變燃料的加入速度及每一次的加入量，使核聚變反應按一定的規模連續或有節奏地進行。【詳細】

托卡馬克(TOKAMAK)裝置發展史

二戰末期，蘇聯和美、英各國的科學家在互相保密的情況下開展了受控核聚變有關工作。蘇聯庫爾恰托夫原子能研究所的阿奇莫維奇于1954年建成了第一個磁約束裝置。
　　但人們很快發現，理論上估計的等離子體約束時間與實驗結果相差甚遠。人們開始認識到核聚變問題的複雜和研究的艱難。在這種情況下，蘇、美等國感到保密不利於研究的進展，只有開展國際學術交流，才能推進核聚變的深入研究。
　　另外，磁約束核聚變與熱核武器在科學技術上沒有重大的重疊，而且其商業應用的競爭為時尚早。於是，1958年秋在日內瓦舉行的第二屆和平利用原子能國際會議上達成協定，各國互相公開研究，開展國際學術合作。【詳細】

托卡馬克中等離子體的束縛是靠縱場(環向場)線圈，產生環向磁場，約束等離子體，極向場控制等離子體的位置和形狀，中心螺管也產生垂直場，形成環向高電壓，激發等離子體，同時加熱等離子體，也起到控制等離子體的作用。

艱難的探索

自這次會議後，50年來，全世界共建造了上百個托卡馬克裝置，在改善等離子體加熱和磁場約束上下足了功夫。
　　在托卡馬克裝置上努力提高“聚變三重積”，提高能量增益因子Q值（即輸出功率與輸入功率之比）一直是核聚變研究的核心目標。
　　早在1933年，人們用加速器使原子核獲得所需的動能，在實驗室實現了核聚變。可是從這樣的核聚變中得到的能量比加速器消耗的能量要小得多，根本無法獲得增益的能量。
　　直到1970年，前蘇聯在托卡馬克裝置T-3上，才有可以察覺到的核聚變能量輸出，能量增益因子Q值為十億分之一。
　　從1970年代末開始，美、歐、日、蘇開始建造四個大型托卡馬克，即美國的聚變實驗反應器TFTR，歐洲建在英國的歐洲聯合環JET，日本的JT-60和原蘇聯的T-15，它們是後來在磁約束聚變研究中做出了決定性貢獻的四個裝置。【詳細】

終於實現“發電”

1991年11月9日，歐共體的JET裝置運行實驗核聚變反應持續了2秒鐘，等離子體溫度達到3億攝氏度，獲得的聚變輸出功率為1700千瓦，能量增益因子Q值達0.11-0.12。這是人類歷史上第一次用可控方式獲得的聚變能，意義十分重大。
　　 1993年12月9日和10日，美國在TFTR裝置兩次實驗釋放的聚變能分別為3000千瓦和5600千瓦，能量增益因子Q值達0.28。
　　 1997年9月22日，聯合歐洲環JET又創造輸出功率為12900千瓦的世界紀錄，Q值達0.60，持續時間2秒。僅過了39天，輸出功率又提高到1.61萬千瓦，Q值達到0.65。
　　 1997年12月，日本宣佈在JT-60上成功實現了Q值1.00。後來，Q值又超過了1.25。
　　這一系列突破性的進展表明，磁約束核聚變研究終於完成驗證科學可行性的基礎研究，為轉向以證實工程可行性為主的技術研究，即國際托卡馬克實驗堆ITER計劃奠定了基礎。【詳細】

引入超導技術

另外，研究和改進磁場的形態和性質，以達到等離子體長時間的的穩定約束，使得反應堆連續穩態運行是受控核聚變研究的另一個重點。
　　約束等離子體的磁場，雖然不怕高溫，卻很不穩定。為了維持強大的約束磁場，需要非常強大的電流，時間長了，線圈就要發熱。從這個角度來說，常規托卡馬克裝置不可能長時間運轉。
　　為了解決這個問題，人們把最新的超導技術引入到托卡馬克裝置中，應用於產生強磁場的線圈。目前，法國、日本、俄羅斯和中國共有4個超導的托卡馬克裝置在運行，它們都只有縱向場線圈採用超導技術，屬於部分超導。
　　 2002年初，中國HT-7超導托卡馬克實現了放電脈衝長度大於100倍能量約束時間的高約束穩態運行。法國的超導托卡馬克Tore-Supra體積是HT-7的17.5倍，它是世界上第一個真正實現高參數準穩態運行的裝置。
　　中國和南韓正在建造全超導的托卡馬克裝置，目標是實現更長時間的穩態運行。【詳細】

ITER國際合作

現實與差距

目前全世界已有30多個國家及地區開展了核聚變研究，運行的托卡馬克裝置至少有幾十個。
　　在和平利用核聚變的不懈探索中，理論研究和實驗技術上遇到又解決了一個又一個難題，隨著核聚變研究的進展，人們對受控核聚變越來越有信心。
　　但到目前為止，托卡馬克裝置都是脈衝式的，等離子體約束時間很短，大多以毫秒計算，還沒有一台托卡馬克裝置實現長時間的穩態運行，而且在能量輸出上很難做到不賠本運轉。
　　進一步開展廣泛國際合作，用全尺寸反應堆大工程促進研究，“畢其功於一役”，是加速實現核聚變能利用的明智選擇。【詳細】

多年以來，一直有科學家充滿自信地預言，50年後人們就可以用上核聚變工廠發的電。但現在50年過去了，我們離實用化的目標似乎還有50年那麼遠。這讓人多少有點尷尬：美好諾言遲遲不能兌現，時間長了，公眾就開始疲倦和懷疑了。
　　但實際上，聚變反應的原理早已成熟，無可懷疑，實用化的障礙在於其間的技術困難。
　　這些年來，人們正在穩步取得進展。各國的托卡馬克裝置性能不斷上升，加熱溫度從1000萬度上升到幾億度，產生的等離子體在密度和維持時間上也提升了幾個數量級。當然，與穩定的達到和越過10²²的“聚變三重積”還有那麼一段距離。

托舉在空中的烈火

核聚變有兩個分支，之一為磁場約束受控核聚變。托卡馬克(TOKAMAK)為該分支最具代表性的裝置。這是1950年代初蘇聯傑出的物理學家塔姆(Igor Tamm)和薩哈羅夫(Andrei Sakharov)提出的概念。【詳細】

巧妙地構造磁場

這一形如麵包圈的環形容器名為托卡馬克(TOKAMAK)。托卡馬克是“環形”、“真空”、“磁”、“線圈”幾個詞的俄文縮寫，通過巧妙構造磁場，使帶電的聚變等離子體懸浮在真空中，從而將其約束。【詳細】

超高溫等離子體

http://big5.ifeng.com/gate/big5/bbs.ifeng.com/viewthread.php?tid=1897369

由實驗裝置和封閉強磁場組成的高真空“容器”，用來約束電離了的超高溫等離子體。這裡的密度是大氣壓的萬分之一，溫度卻達到上億度，氘氚原子核在猛烈地對撞，發生核聚變變成氦、中子和能量。【詳細】

氘[dāo]也被稱為重氫

氘+氚=氦4(4He)+中子+能量

有水就有氘：水變油不是夢想

核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。氘是相當豐富的氫同位素，氘和氫原子數量比為1：15000，品質比為1：7500，每升海水中含0.03克氘，地球上海水總量約為10¹⁸噸，所以僅海水中就有45萬億噸氘，提煉氘比提煉鈾容易得多，幾乎是取之不竭的能源。【詳細】

氘-氚高溫受控核聚變：既乾淨又安全

核聚變第二個優點是既乾淨又安全。聚變產物是穩定的氦核，不產生有害及溫室氣體，沒有難於處理的高放射性核廢料。聚變需人為製造高溫，一有意外停止供能，等離子體不復存在，反應隨即停止；同時等離子體處於高真空狀態，假如裝置發生泄漏，是外界大氣向裏涌入，溫度迅速降低，聚變也立即停止。【詳細】

當然，目前還有一點污染問題

氘-氚聚變反應產物是氦4（4He）和中子，中子不帶電，所以不受磁場約束；中子飛出真空室，打在週邊的實驗裝置上，容易產生半衰期很長的放射性元素，有一定污染，但比核裂變電站的高能核廢料輕微得多。目前科學家在尋找被中子轟擊後不容易產生長效放射性元素的材料，用於做真空室的墻壁遮罩中子。【詳細】

幾乎取之不竭的能源

1升海水中所含的0.03克氘，經過核聚變可提供相當於300升汽油的能量。在可以預見的人類生存的時間內，45萬億噸氘足以滿足人類未來幾十億年對能源的需要，此外，月球上的氦3也可作為核聚變原料。【詳細】

化石能源的危機與氣候變化

能源短缺是當今世界各國面臨的共同問題。如果不採取措施，人類在未來200年裏將耗盡地球在過去數億年間蓄積的化石能源(煤、石油、天然氣)，並將給因二氧化碳的溫室效應，給氣候帶來巨大的影響。【詳細】

開啟真正而持久的低碳時代

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風能、太陽能等新能源無法形成規模，鈾的探明儲量也只能開採100年左右，都遠遠不能滿足未來需求。清潔的聚變能源的開發，被認為是未來能源的希望所在，將“一勞永逸”地解決人類的能源需要。【詳細】

目標：第一個可自持燃燒的核聚變實驗堆

國際熱核實驗反應堆(International Thermonuclear Experimental Reactor，即ITER)是介於當前的等離子物理實驗裝置和未來的核聚變發電站之間的一個試驗性步驟，其目標是要建造第一個可自持燃燒的核聚變實驗堆。
　　要讓“魔瓶”亮起來，必須同時解決超大電流、超強磁場、極度高溫、超低溫等極限環境，牽涉真空、磁場、控制、等離子體、原子核和超導等諸多領域的科學和技術難題。而這“需要全世界最好的科學家和工程師一起合作，需要數國財力的共同支援”。【詳細】

冷戰結束的和平產物

在1985年11月的日內瓦峰會上，蘇聯領導人戈巴契夫和美國總統裏根倡議提出ITER計劃。此時美蘇關係解凍、東西方冷戰終結，兩個超級大國需要用一個和平項目來顯示合作的誠意。一個大規模的核聚變研究項目，符合人類長期發展的共同利益，和平而且清貴，正合乎核裁軍後的政治需要。
　　 1988年，美蘇歐日共同啟動ITER計劃。經過13年共同努力，耗資約15億美元，在1991年完成概念設計的基礎上，1998年完成工程設計及部分技術預研。在匯集世界聚變研究主要成果的基礎上，于2001年7月完成ITER工程設計最終報告。【詳細】

中韓印搭上末班車

2003年2月18日，在俄羅斯聖彼得堡召開的“ITER第八次政府間談判會”上，中國宣佈作為全權獨立成員加入該計劃談判。這意味著中國承諾承擔ITER工程總造價的10%，並享受實施過程中全部新增知識產權。
　　這是中國第一次以完全平等身份參與的大型國際科技攻關項目。作為參與方之一將承擔超導材料、電源、包層、遙感技術和加料系統等五大領域的工程任務。南韓于2003年6月、印度于2005年12月也加入了計劃。【詳細】

從物理實驗裝置到商用核電站：ITER要填平的差距

為了達到聚變所要求的條件，ITER已經變為一個高度複雜的裝置，十八般武藝全用上了，其中有超大電流、超強磁場、超高溫、超低溫等極限環境，對工藝和材料也提出了極高的要求，從堆芯上億度的高溫到線圈中零下269度的低溫，就可見一斑。
　　 ITER的主要技術探索任務有：1、探索新的加熱方式與能量損失機制；2、用環向超導磁體產生5.3特斯拉的強磁場，實現長脈衝的維持，改善等離子體的約束性能；3、研究等離子體邊界的行為及最佳的控制條件，防禦大尺度等離子體的破裂，探索等離子體密度極限；4、研製防高能中子輻照材料，研製研製在惡劣工況下長壽命的反應室內壁材料；5、解決反應室加料排廢、主動冷卻、連續供電功能，探索聚變堆的最佳化設計。【詳細】

技術攻關1：加熱

在向“聚變三重積”不斷突破的過程中，遇到的新麻煩是——在加熱等離子體的過程中能量耗散嚴重，溫度越高，耗散越大。【詳細】

技術攻關2：維持

超導線圈-超強磁場是公認的解決聚變等離子體維持問題的途徑。只有建成全超導托卡馬克，才能使磁約束連續穩態運行成為現實。【詳細】

技術攻關3：防破裂

http://big5.ifeng.com/gate/big5/news.ifeng.com/mil/detail_2010_06/23/1660527_2.shtml

高溫下粒子的碰撞使粒子分批地橫越磁力線，攜帶能量逃逸；等離子體邊界逐漸模糊，最終從磁籠裏鑽出去，碰到反應室的內壁上。【詳細】

實驗堆地址位於法國南部

反應堆設計圖

堆址選定法國核能科學中心

2005年6月28日，參與實驗項目的歐盟、俄羅斯、美國、日本、中國、南韓在俄羅斯莫斯科最終簽訂協議，決定在法國南部普羅旺斯-阿爾卑斯-藍色海岸大區的卡達拉舍（Cadarache，位於馬賽附近）建造實驗反應堆。法國核能工業世界領先，國內80%以上的電力來自核電，可謂資質良好。卡達拉舍本來就是法國核能研究的重地，氣候良好，交通便捷。【詳細】

歐盟承擔一半費用

2006年5月24日，參加這一項目的7方代表在歐盟總部布魯塞爾草簽了一系列相關合作協議，標誌著這項計劃開始啟動。歐盟承擔50%的費用，其餘6方分別承擔10%，超出的10%用於支付建設過程中由於物價等因素造成的超支。11月21日在反應堆堆址所在國——法國總統府正式簽署了聯合實驗協定及相關文件。【詳細】

全球主要國家大多參與其中

ITER計劃是人類實現安全、高效、潔凈的聚變能源夢想進程中最為重要的一步。這個計劃在它30年的運轉週期裏預料會耗費大約100億歐元, 與國際空間站、歐洲加速器、人類基因組測序等項目一樣，ITER計劃也是一個大型的國際科技合作項目。參與國家共達到33個，佔全球60%的人口和80%的GDP。人類決定聯合起來，組成一個偉大的科學團隊，為子孫後代從根本上解決能源問題，這是人類歷史上的一個空前創舉。【詳細】

ITER使命任務：證明聚變能在工程和經濟上的可行性

ITER的根本任務是取得技術上的關鍵突破：穩定地越過10²²的“聚變三重積”，超過能量的“收支平衡點”，實現10倍的能量增益Q值，證明利用核聚變能在工程上是可行的，並具有實用的經濟價值。後期將進一步探索實現高增益(Q值大於30倍)，持續、穩定、高約束的高性能燃燒等離子體，為商用聚變堆的建造奠定可靠的科學基礎。【詳細】

比太陽中心熱70倍

ITER的科學目標是通過綜合現有技術，產生溫度超過10億攝氏度的840立方米氘等離子體，維持至少400秒，放電3000秒，成為第一個可自持燃燒的核聚變實驗堆。【詳細】

比現有裝置大40倍

目前最大的托卡馬克裝置仍是歐洲的JET，最高輸出功率1.61萬千瓦。ITER的等離子環比JET大40倍，輸出功率可望達到40-70萬千瓦，達到商業核電機組的水準。【詳細】

探索發展商用技術

http://big5.ifeng.com/gate/big5/news.ifeng.com/mil/detail_2010_06/23/1660541_1.shtml

ITER計劃的另一重要目標是進一步探索和發展能直接用於商用聚變發電的相關技術。為建造未來的聚變能示範電站，奠定堅實的科學基礎和必要的技術基礎。【詳細】

遠期目標：2050年開發商用核聚變堆

國際科學界對ITER計劃的主流看法是：建造和運行ITER試驗堆的科學和工程技術基礎已經具備，成功的把握較大。
　　 ITER經過7-8年時間建成後，再經過10-15年的實驗，如果比較順利，人們下一步將在2035年左右建造一個叫DEMO的150萬千瓦級示範核聚變堆，具備持續運作對外供電的能力。在2050年或稍晚將有望開發商用核聚變堆，真正實現對核聚變能量的和平利用。【詳細】

　　基於2050年之後商用聚變堆出現的前提，右圖是對人類未來能源發展的樂觀預測，自上而下的分類為：聚變(藍色)；其他創新能源(白色)；太陽能(黃色)；風能(綠色)；水能和地熱(淺藍色)；核能(紅色)；清潔礦物能源(藍色)；礦物能源(灰色)
　　最後的礦物能源包括煤、石油和天然氣，在現在的電力使用中佔主導地位，卻長生大量溫室氣體。在2050年以後因為可控核聚變等替代能源的大量使用，得以迅速削減。而聚變能迅速增長，並於2100年前成為第一位的電力供給資源。【詳細】

當然，科學成果是不能預約的，誰都並不能保證ITER一定能成功、一切都能按日程表進行。現在的人們也許很多等不到用上核聚變能的時刻。
　　但是，跟整個人類歷史發展的長河相比較，如果用50年的時間能夠一勞永逸地解決人類可持續發展最重要的清潔能源，將能造福我們的後代子孫。【詳細】

ITER核心反應室圖片

內壁框架設計

內壁框架試製

未來圖景

反應室CG圖

ITER工程規劃圖片

園區總體設計

核心廠房模型

工地現場及沙盤

工地現場

現場工作人員

目前已有七個參與方的400多位工作人員進駐現場臨時建築，展開了先期工作。

前期入駐各國人員

首批抵達的試製件

揭牌儀式

中國可控核聚變研究的發軔

中國從上世紀60年代開始研究可控核聚變，相應建立了一些研究機構。為了培養專業人才，還在中國科技大學、大連理工大學、華中理工大學、清華大學等高等院校中建立了核聚變及等離子體物理專業或研究室。
　　位於四川的核工業西南物理研究院于1983年建成了中國環流器一號(HL-1)，標誌著中國核聚變研究從理論進入試驗階段。1990年代又建成環流器新一號(HL-1M)，2002年12月該院又利用德國贈送的一套退役裝置，建成中國環流器二號A。【詳細】

HT-7：創造放電時間世界記錄

蘇聯解體前，無償向中國贈送一套原價值約1500萬美元、縱向超導的T-7托卡馬克裝置。1994年底在中國科學院合肥等離子體物理研究所安裝建好，稱之為HT-7，1995年初正式投入物理實驗，經不斷大幅度改造，它已成為一個寵大的實驗系統。
　　它包括HT-7超導托卡馬克裝置本體、大型超高真空系統、大型電腦控制和數據採集處理系統、大型高功率脈衝電源及其回路系統、全國規模最大的低溫氦製冷系統、兆瓦級低雜波電流驅動和射頻波加熱系統以及數十種複雜的診斷測量系統。
　　 HT-7取得若干具有國際影響的重大科研成果。2003年，首次獲得超過1分鐘的等離子體放電。2008年3月31日，更是實現了長達400秒的等離子體放電世界記錄。
　　中科院等離子物理研究所已成為重要的國際交流基地，巴基斯坦有意要購買該所一套已經停用的托卡馬克裝置，而印度則打算預定HT-7。【詳細】

中國國家大科學裝置EAST：ITER的重要基礎

在HT-7的基礎上，等離子體物理研究所研製和設計了全超導托卡馬克裝置HT-7U，後來名字更改為EAST（即Experimental Advanced Superconducting Tokamak，實驗型先進超導托卡馬克，同時具有“東方”的含意)。作為中國國家大科學裝置之一，建設花費6年時間，前後投入經費3億元人民幣。與國際同類實驗裝置相比，EAST使用資金最少、建設速度最快。
　　 EAST是世界上首臺全超導托卡馬克裝置，具有開創性的意義，中心場強達3.5特斯拉，受到國際同行的矚目。它將是在ITER之前國際上最重要的托卡馬克物理實驗基地。
　　該裝置有真正意義的全超導和非圓截面特性，連續放電時間預計將超過1000秒。國際專家普遍認為，其工程建設和等離子體穩態運行模式研究將為“國際熱核聚變實驗堆”(ITER)的建設提供直接經驗和基礎。【詳細】

中國積極參加ITER計劃

參加ITER計劃，彰顯出中國對全球重大發展問題負責任的態度和積極參與國際科技合作、充分利用國際科技資源促進自主創新的雄心和決心。
　　以參加ITER計劃為契機，中國的ITER計劃專項國內配套研究也隨之啟動。2008年10月10日，ITER中國執行中心在科技部正式揭牌成立，科技部原副部長程津培院士擔任中心主任。到目前已經批准立項32個研究項目，研究內容涉及聚變堆的概念設計、波加熱、聚變材料、TBM、混合堆概念設計以及相關等離子體理論和實驗研究等眾多研究領域。這些研究以及ITER部件合約製造任務，有利於提高中國超導技術、稀有金屬材料技術、高溫高電壓技術等眾多領域的研究開發和製造能力。
　　在知識產權方面，ITER項目尊重各成員方及國內實體的原有知識產權，中方有權使用ITER計劃工程設計階段的技術成果，對ITER計劃實施中新增的知識產權，平等享有獲得許可使用的權利。
　　參加ITER計劃，派中國科學家到ITER工作，可以在那裏更多地接觸到世界先進國家的高技術，學到很多有益的經驗，並有可能用比較短的時間使得中國聚變研究的整個知識水準、技術能力得到一個大的提高，再配合國內安排必要的基礎研究、聚變堆某些必要技術的研究等，則有可能在較短時間、用較小投資使中國核聚變能研究在整體上進入世界前沿，為中國未來自主開展核聚變示範堆乃至商用堆設計、建造奠定基礎。【詳細】

核聚變研究決定人類未來命運

科學家們自豪又略帶不安地說：“我們的使命就是趕在石油、煤等化石能源枯竭之前，找到可以替代的新能源。”
　　眾所週知，人類現有的資源已不能維持多久，地球的不可再生能源和礦產的供給已經達到了頂峰。而隨著經濟的發展，現代化生存方式在全球的普及，人類對自然資源的消耗速度仍在加速：
　　而石油、煤炭和鈾的儲量都是有限的，人類按照這樣的加速度最多能消耗百十年；水能、風能、潮汐能都只是拾遺補缺；太陽能的轉化率也有極限；生物能源更是是杯水車薪……
　　在不知不覺中，一個令人憂慮的未來已經橫亙在人類面前不遠處——如果按照人類目前的繁衍和消耗速度，短則50年，長則100年，人類的現代物質文明就會進入無法發展甚至中斷發展、向後倒退的死衚同。【詳細】

另一種可控核聚變手段

可控核聚變的另一條技術路線于20世紀60年代初提出。它的基本原理是把強大的鐳射束聚焦到熱核材料製成的微型靶丸上，在瞬間產生極大的壓力，壓迫原子碰撞完成核反應，這就是“慣性約束聚變”(ICF)。
　　目前最著名的鐳射型核聚變裝置是美國的“國家點火設施”(NIF)，這個設施位於加州的勞倫斯-利福摩爾國家實驗室，從1997年開工，2009年建成，總計耗資35億美元。2010年開始啟動實驗。此外，中國也發展了神光系列鐳射核聚變裝置。【詳細】

極端條件

這是目前世界上最大和最複雜的鐳射光學系統，為了產生聚變所必須的高溫和高壓，NIF將匯聚其192束鐳射束同時照射在一個直徑為0.44釐米的氫同位素靶丸上。總計200萬焦耳的能量鐳射束將通過各自窗口進入目標艙內，向容納靶丸的小金屬圓柱體匯聚。
　　鐳射束進入小金屬圓柱體內部後，從各個方向壓縮和加熱氫燃料球，產生超過1000億個大氣壓的壓力，還能夠將其加熱到約300萬攝氏度。在此情況下引發聚變反應，溫度可達到1億度。
　　這樣的極端條件可以模擬出只有在天體或核爆炸過程中才可能有的高壓、高溫、高密度的極端物理條件。但目前來看，鐳射型核聚變裝置缺乏轉化為商用的可能。【詳細】

過於精密

整套NIF要運作必須啟動60000具各種精密高科技裝置，長達一公里的廠房設備最終要讓192門鐳射在十億分之一秒同時發射擊中鉛筆頭大小的燃料球。誤差不能超過30萬億分之一秒。
　　要達到這準確度NIF整套設備必須零震動和零熱漲冷縮。許多10噸重的設備的安裝誤差不能超過100微米。而且，這類裝置也缺乏將聚變產生的能量穩定地源源不斷引出、轉化為電能的手段。
　　顯然，鐳射型核聚變只適用於模擬核爆炸、基本粒子研究，難以發展成發電設施。【詳細】

因此從某種程度上說，氫核聚變這道難關決定著人類的生存與毀滅。解決了，人類物質文明可以升級發展；解決不了，人類將陷入空前的危機。
　　ITER計劃是一次人類共同的一個科學探險。其實施結果將決定人類能否迅速地、大規模地使用聚變能，徹底擺脫對化石燃料的依賴，從而影響人類文明的進程。
　　在人類不過區區百萬年的發展史上，是火讓蠻荒時代沐浴文明的曙光，是火使人成為萬物之靈。在古希臘神話中，火原本只是眾神的私有品，因而宙斯拒絕給予人類為了完成他們的文明所需要的最後的物品——火。但普羅米修斯卻想到了個辦法，用一根長長的茴香枝，在烈焰熊熊的太陽車經過時，偷到了火種並帶給了人類。
　　而ITER計劃，就是全人類團結起來，齊心協力真正破解太陽之火的奧妙，實現真正從天上盜火到人間這一偉大夢想的重要一步。我們相信，在各國科學精英的共同努力下，在不遠的將來，人類將以知識進入全新的能源時代，用智慧點燃那蔚藍色的海洋！