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。它的建造大约需要十年，耗资五十亿美元（1998年值）。合作承担ITER计划的七个成员是欧盟、中国、韩国、俄罗斯、日本、印度和美国，这七方包括了全世界主要的核国家和主要的亚洲国家，覆盖的人口接近全球一半。为建设ITER，各参与方专门协商组建了一个独立的国际组织，各国政府首脑在过去几年中都采取不同方式对参加ITER计划作出过正式表态。这些都是国际科技合作史上前所未有的，充分显示了各国政府和科技界对该计划的高度重视。

ITER计划的实施结果将决定人类能否迅速地、大规模地使用聚变能，从而可能影响人类从根本上解决能源问题的进程。在全世界都对人类能源、环境、资源前景等问题予以高度关注的今天，各国坚持协商、合作的精神，搁置诸多的矛盾和利害冲突，最终达成了各方都能接受的协议，并开始合力建设世界上第一座聚变实验堆。

我国是一个持续高速发展的发展中大国，能源问题日益突出，因而长期以来对有可能彻底解决能源问题的核聚变能研究作了力所能及的安排，对国际上有关ITER计划的讨论一直给予高度关注。2002年底，国务院授权国家科学技术部代表我国政府参加ITER计划国际协商，并于2006年决定在协商完成后的草签协议上签字。这显示了我国作为一个发展中大国对我国和对人类未来负责任的态度，以及对打开国门积极参加国际科技合作的决心。

如果说重原子核

氘氚核聚变反应也可以释放巨大能量。氘在海水中储量极为丰富，一公升海水里提取出的氘，在完全的聚变反应中可释放相当于燃烧300公升汽油的能量；氚可在反应堆中通过锂再生，而锂在地壳和海水中都大量存在。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。聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物，不释放温室效应气体。再考虑到聚变堆的固有安全性，可以说，聚变能是无污染、无长寿命放射性核废料、资源无限的理想能源。受控热核聚变能的大规模实现将从根本上解决人类社会的能源问题。

由于聚变能的研究不仅关系到最终解决人类能源问题，而且还涉及众多最先进且非常敏感的技术，因此，ITER计划的形成除与科学技术本身的发展有关外，还始终与主要大国在政治和外交方面的考虑分不开。本文将主要从科学和技术角度作一些分析和说明。

最初，该计划仅确定由美、俄、欧、日四方参加，独立于联合国原子能委员会（IAEA）之外，总部分设美、日、欧三处。由于当时的科学和技术条件还不成熟，四方科技人员于1996年提出的ITER初步设计很不合理，要求投资上百亿美元。1998年，美国出于政治原因及国内纷争，以加强基础研究为名，宣布退出ITER计划。欧、日、俄三方则继续坚持合作，并基于上世纪90年代核聚变研究及其他高新技术的新发展，大幅度修改实验堆的设计。2001年，欧、日、俄联合工作组完成了ITER装置新的工程设计（EDA）及主要部件的研制，预计建造费用为50亿美元（1998年价），建造期8至10年，运行期20年。其后，三方分别组织了独立的审查，都认为设计合理，基本上可以接受。

在ITER建设总投资的50亿美元（1998年值）中，欧盟贡献46%，美、日、俄、中、韩、印各贡献约9%。根据协议，中国贡献中的70%以上由我国制造所约定的ITER部件折算，10%由我国派出所需合格人员折算，需支付国际组织的外汇不到20%。

在ITER上开展的研究工作将揭示这种带有氘氚核聚变反应的高温等离子体的特性，探索它的约束、加热和能量损失机制，等离子体边界的行为以及最佳的控制条件，从而为今后建设商用的核聚变反应堆奠定坚实的科学基础。对ITER装置工程整体及各部件在50万千瓦聚变功率长时间持续过程中产生的变化及可能出现问题的研究，不仅将验证受控热核聚变能的工程可行性，而且还将对今后如何设计和建造聚变反应堆提供必不可少的信息。

ITER的建设、运行和实验研究是人类发展聚变能的必要一步，有可能直接决定真正聚变示范电站（DEMO）的设计和建设，并进而促进商用聚变电站的更快实现。

ITER装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托卡马克。其装置中心是高温氘氚等离子体环，其中存在15兆安的等离子体电流，核聚变反应功率达50万千瓦，每秒释放多达1020个高能中子。等离子体环在屏蔽包层的环型包套中，屏蔽包层将吸收50万千瓦热功率及核聚变反应所产生的所有中子。

在包层外是巨大的环形真空室。在下侧有偏虑器与真空室相连，可排出核反应后的废气。真空室穿在16个大型超导环向场线圈（即纵场线圈）中。

环向超导磁体将产生5.3特斯拉的环向强磁场，是装置的关键部件之一，价值超过12亿美元。

穿过环的中心是一个巨大的超导线圈筒（中心螺管），在环向场线圈外侧还布有六个大型环向超导线圈，即极向场线圈。中心螺管和极向场线圈的作用是产生等离子体电流和控制等离子体位形。

上述系统整个被罩于一个大杜瓦中，坐落于底座上，构成实验堆本体。

在本体外分布4个10兆瓦的强流粒子加速器，10兆瓦的稳态毫米电磁波系统，20兆瓦的射频波系统及数十种先进的等离子体诊断测量系统。

整个体系还包括：大型供电系统、大型氚工厂、大型供水（包括去离子水）系统、大型高真空系统、大型液氮、液氦低温系统等。

ITER本体内所有可能的调整和维修都是通过远程控制的机器人或机器手完成。

ITER装置不仅反映了国际聚变能研究的最新成果，而且综合了当今世界各领域的一些顶尖技术，如：大型超导磁体技术，中能高流强加速器技术，连续、大功率毫米波技术，复杂的远程控制技术等等。

20世纪60年代，利用该原理，前苏联科学家提出并证明了激光可以使氘氚发生聚变。直到2009年，耗资35亿美元的美国国家点火装置（简称NIF）终于让科学家看到了激光核聚变实现的可能性，人类寄希望于能从该实验室中获得“取之不尽，用之不竭”的清洁核能。

2013年9月25日（北京时间）消息，劳伦斯·利弗莫尔国家实验室报告称，世界最大激光器、被称为“人造太阳”的美国国家点火装置（NIF）正距离其目标越来越近，显示了一个可持续核聚变反应装置正在由梦想逐步成为现实。不过在设施达到高度稳定前，目前仍有一个显著障碍有待克服。

2020年12月28日报道，韩国超导托卡马克高级研究（KSTAR）创造了新的世界纪录，超导聚变设备也被称为韩国人造太阳，其离子在超过1亿度（摄氏温度）下维持了20秒钟。

2022年2月9日，据欧洲核聚变研发创新联盟（EUROfusion）、英国原子能管理局（UKAEA）和国际热核聚变实验堆（ITER）联合召开新闻发布会称，欧洲科学家在通过聚变等离子体生产能源的道路上取得了重大成功——世界上规模最大的核聚变反应堆欧洲联合环状反应堆（JET）中产生了能量输出为59兆焦耳的稳定等离子体。这是自1997年以来，世界首次氘氚核聚变实验。

2023年12月1日，日本和欧盟共同建设、位于日本茨城县那珂市的大型核聚变实验装置开始运行，向实现“人造太阳”又迈进了一步。

2024年2月29日，全球最大“人造太阳”国际热核聚变实验堆（ITER）组织与中核集团中核工程牵头的中法联合体正式签署真空室模块组装合同。

2024年4月，韩国的“人造太阳”在聚变能研究方面取得了重大突破，其超导托卡马克先进研究 (KSTAR) 装置成功将等离子体环路加热至1.8 亿华氏度（1 亿摄氏度），并维持了创纪录的 48 秒，这一成绩打破了该装置于 2021年创造的31秒的世界纪录。

2024年，ITER宣布新项目计划，即新基线（baseline）。根据新计划，ITER将于2034年首次运行，比此前的计划晚了9年，而产生能量的聚变反应要到2039年才会实现。项目成本将会在此前的200亿欧元基础上再增加50亿欧元。

我国核聚变能研究开始于60年代初，尽管经历了长时间非常困难的环境，但始终能坚持稳定、逐步的发展，建成了两个在发展中国家最大的、理工结合的大型现代化专业研究所，即中国核工业集团公司所属的西南物理研究院（SWIP）及中国科学院所属的合肥等离子体物理研究所（ASIPP）。为了培养专业人才，还在中国科技大学、大连理工大学、华中科技大学、清华大学等高等院校中建立了核聚变及等离子体物理专业或研究室。科技部依托中国科大成立“国家磁约束聚变堆总体设计组”，中国科大核科学技术学院院长万元熙院士担任组长。

我国核聚变研究从一开始，即便规模很小时，就以在我国实现受控热核聚变能为主要目标。从上世纪70年代开始，集中选择了托卡马克为主要研究途径，先后建成并运行了小型CT-6（中科院物理所）、KT-5（中国科技大学）、HT-6B（ASIPP）、HL-1（SWIP）、HT-6M（ASIPP）及中型HL-1M（SWIP）。SWIP建成的HL-2A经过进一步升级，有可能进入当前国际上正在运行的少数几个中型托卡马克之列。在这些装置的成功研制过程中，组建并锻炼了一批聚变工程队伍。我国科学家在这些常规托卡马克装置上开展了一系列十分有意义的研究工作。

自1991年，我国开展了超导托卡马克发展计划（ASIPP），探索解决托卡马克稳态运行问题。1994年建成并运行了世界上同类装置中第二大的HT-7装置，最近初步建成了首个与ITER位形相似（规模小很多）的全超导托卡马克EAST。超导托卡马克计划无疑为我国参加ITER计划在技术与人才方面做了进一步的准备。

863计划

尽管就规模和水平来说，我国核聚变能的研究和美、欧、日等发达国家还有不小的差距，但是我们有自已的特点，也在技术和人才等方面为参加ITER计划做了相当的准备。这使得我们有能力完成约定的ITER部件制造任务，为ITER计划做出相应的贡献，并有可能在合作过程中全面掌握聚变实验堆的技术，达到我国参加ITER计划总的目的。

我国是一个能源大国，在本世纪内每年的能耗都将是数十亿吨标煤。由于条件限制，在长时间内我国能源生产都将以煤为主，所占比例高达70%。考虑到我国社会经济的长期可持续发展，我们必须尽快用可靠的非化石能源（如核裂变或核聚变能、太阳能、水能等）来取代大部分煤或石油的消耗。因此，必然应该在能力许可范围内积极开展核聚变能的研究，尽可能地参加国际核聚变能的大型合作研发计划（如ITER计划）。我国参加ITER计划是基于能源长远的基本需求。

由中国自行设计、研制的世界上第一个全超导托卡马克EAST（原名HT--7U）核聚变实验装置（又称“人造太阳”）2006年成功完成首次工程调试，2007年3月通过国家验收。我们在一些战略高技术和产业关键核心技术取得重大突破，取得了一批重大原创成果，一些学科领域走到世界前列。科技创新能力大幅提升，有力支撑了中国经济社会发展。

2022年11月22日，国际热核聚变实验堆（ITER）增强热负荷第一壁完成首件制造，其核心指标显著优于设计要求，具备了批量制造条件。这标志着中国全面突破“ITER增强热负荷第一壁”关键技术，实现该项核心科技持续领跑。

中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所核聚变大科学团队利用有“人造太阳”之称的全超导托卡马克大科学装置（EAST），发现并证明了一种新的高能量约束模式，对国际热核聚变实验堆和未来聚变堆运行具有重要意义。

2023年4月12日晚21时，正在运行的世界首个全超导托卡马克EAST装置（又称“人造太阳”）获重大成果——成功实现403秒稳态长脉冲高约束模等离子体运行，这创造了托卡马克装置高约束模式运行新的世界纪录。中国科学院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所EAST大科学团队解决了长时间尺度下的等离子体位形约束、高功率射频波加热与电流驱动、等离子体与壁相互作用、关键分布参数的实时诊断等系列前沿物理和技术集成问题，最终实现了403秒高约束模等离子体运行。

2023年8月25日下午，新一代人造太阳“中国环流三号”取得重大科研进展，首次实现100万安培等离子体电流下的高约束模式运行，再次刷新中国磁约束聚变装置运行纪录，突破了等离子体大电流高约束模式运行控制、高功率加热系统注入耦合、先进偏滤器位形控制等关键技术难题，是中国核聚变能开发进程中的重要里程碑，标志着我国磁约束核聚变研究向高性能聚变等离子体运行迈出重要一步。

当地时间2023年12月14日，在法国卡达拉奇，核工业西南物理研究院与国际热核聚变实验堆ITER总部签署协议，宣布新一代人造太阳“中国环流三号”面向全球开放。

2024年2月29日，国际热核聚变实验反应堆组织与中核集团中核工程牵头的中法联合体签署真空室模块组装合同。这是中核牵头的团队成功安装ITER“心脏”设备之后，再次承担其核心设备安装任务。

2013年6月12日从中科院合肥物质科学研究院获悉，由中科院等离子体所研制的国际热核聚变实验堆计划(ITER)极向场导体采购包第二阶段PF5导体日前运抵法国福斯港，交付ITER现场。

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。由中国与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等七方共同实施。据悉，此次中方交付ITER现场中国制造任务的首件产品，也是ITER七方中首件交付ITER现场的大件产品。

PF导体采购包由中科院等离子体所负责研制。ITERPF导体是外方内圆的异型导体，其制造工艺复杂，包括焊接工艺、无损检测技术、导体成型及收绕技术等。等离子体所的研究院先后完成铠甲及焊缝无损检测、导体成型及收绕型技术等研发，并完成各种接收测试。2013年4月25日导体首先经过500公里的陆路从合肥到达上海港，然后经过10000海里从上海港口到达福斯港，到达离福斯港100公里外的ITER总部，整个行程共38天。

美、法等国在20世纪80年代中期发起ITER计划，旨在建立世界上第一个受控热核聚变实验反应堆，为人类输送巨大的清洁能量。中国是参与这个计划的七方成员之一，承担了ITER装置近10%的采购包。

2023年3月，中国航天科工航天晨光举行首批ITER（国际热核聚变实验反应堆）外杜瓦矩形波纹管交付仪式。

作为ITER计划使用的首批国际首创、最大口径杜瓦矩形波纹管，该产品交付为保障ITER核聚变装置超导磁体运行环境提供了有力支撑。

2023年11月3日，由东方电气集团承制的国际热核聚变实验堆（ITER）项目的18套极向场线圈PFCS 3-4悬挂梁在广州举行交付仪式。该项目是东方电气集团交付法国ITER项目现场的首批产品，将以水陆联运的方式到达港口，再由海运抵达位于法国的ITER项目现场。

国际热核聚变实验堆计划参与各方2005年6月28日在莫斯科作出决定，世界第一个热核聚变实验堆将在法国建造。

据路透社2005年6月29日报道，国际热核实验聚变堆计划最早于1985年提出，其最早参与国有欧盟15个成员国以及加拿大、俄罗斯和日本。美国于1998年宣布退出该计划之后，于2003年2月18日重新加入这项大型国际计划，中国也于同一天正式加入该项计划。2001年，反应堆设计以及一些关键原型的制造完成之后，各方就开始为了如何实施该计划而进行多次磋商。其中，反应堆建在何处尤其引人注目。最初，欧盟的西班牙、法国以及日本和加拿大都提出了申请。

2003年2月19日，国际热核聚变实验堆计划参与各方在俄罗斯圣彼得堡作出决定，将于2013年前建成世界上第一个热核反应堆，地点将在西班牙、法国、加拿大和日本4处候选地址中选择。经过多轮较量，西班牙和加拿大退出，日本提出的在青森县六所村和法国提出的在南部马赛附近的卡达拉舍建造这个热核反应堆的方案脱颖而出，成为最终入围的两个候选地址，这两个候选地址各有特色，分别得到国际热核聚变实验堆计划不同参与方的支持。

日本提出的理由是，其修建地点靠近港口，并离一个美国军事基地很近。日本政府并且表示愿意承担国际热核聚变实验堆计划30%的费用。法国政府则强调，卡达拉舍有着现成的研究设施，那里的气候条件更好。在这场引人注目的争论之中，美国、日本和韩国主张在日本六所村修建，而欧盟、俄罗斯和中国支持在法国修建。2004年1月29日，中国外交部发言人章启月在例行的记者招待会上表示，中国支持法国建设国际热核聚变堆项目。

美国总统布什在成功连任后出于政治考虑改变了立场。他认为，如果无法赢得欧洲的支持，美国将更加难以从伊拉克泥潭中脱身，因此在反应堆选址问题上采取中立态度，这使日本一下失去了重要的政治砝码。

此后，法国政府坚持宣称，法国核能研究实力雄厚，管理水平高，选择法国是欧盟各国科技部长经过综合考虑的结果。2004年1月12日，法国总理拉法兰在全国及外国记者联谊会上表示，欧洲人有可能单独实施国际热核聚变实验堆计划，尽管与美国握手言和的机会始终存在。法国声言单干的底气一是来自整个欧盟的支持，二是因为法国的核能技术研究在世界上享有盛誉，法国全国发电量的75%来自核电，竞争力强大。2005年3月，欧盟再次声明，欧盟已决定无论与日本的谈判是否成功，今年年底都将在法国开工建设国际热核聚变实验堆。

在此之后，围绕选址的争执日益开始朝着对法国有利的方向发展。日本政府的态度也从毫无商量的可能转变为一切好商量，出现了明显松动。2005年5月2日，欧盟轮值主席国卢森堡的经济、外贸大臣让诺·克雷克在巴黎说，日本已同意与欧盟就国际热核聚变实验堆建在欧洲的可能性进行讨论，而这种讨论此前一直被日本拒绝。6月22日，日本《每日新闻》报道称，日本已通知欧盟，将放弃此前与法国就国际热核聚变实验堆项目的选址之争，这一决定将在28日于莫斯科召开的有该项目参与的六方会谈上正式宣布。报道称日本政府是在得到了丰厚的“交换条件”许诺之下才作出这一“让步”的。日本“放弃”竞争的交换条件是，建在法国卡达拉舍的国际热核聚变实验堆项目总部中将有高达20%的工作岗位提供给日方，此外，日本的原料供应商也将分得该项目的一大杯羹：在整个项目中，日方投资约占10%。据悉，欧盟为了抢得国际热核聚变;实验堆对日本作出了巨大让步：欧盟承担46亿欧元总建设费用中的40%。其余的60%分别由法国、美国、日本、韩国、俄罗斯和中国各分摊10%。这样一来，欧盟等于是承担了总建设费用的一半。

国际聚变界普遍认为，今后实现聚变能的应用将历经三个战略阶段，即：建设ITER装置并在其上开展科学与工程研究(有50万千瓦核聚变功率，但不能发电，也不在包层中生产氚)；在ITER计划的基础上设计、建造与运行聚变能示范电站(近百万千瓦核聚变功率用以发电，包层中产生的氚与输入的氘供核聚变反应持续进行)；最后,将在本世纪中叶(如果不出现意外)建造商用聚变堆。我国将力争跟上这一进程，尽快建造商用聚变堆，使得核聚变能有可能在本世纪末在我国能源中占有一定的地位。

国际热核聚变实验堆计划是当今世界规模最大、影响最深远的国际大科学工程，我国于2006年正式签约加入该计划。

2020年7月28日，国际热核聚变实验堆（ITER）计划重大工程安装启动仪式在法国该组织总部举行。中国国家主席习近平致贺信。