基本簡介
核聚變微觀示意圖核聚變反應主要藉助氫同位素。核聚變不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射，不產生核廢料，當然也不產生溫室氣體，基本不污染環境。
由於核聚變反應放出的能量遠大於核變反應，人們長期以來一直在尋找如何利用核聚變反應為人類造福的有效途徑。
什麼是核聚變呢？核聚變反應是指氫、氦等較輕原子發生碰撞後轉變為較重原子的反應。與核裂變不同，核聚變不是一種自發的反應，它的發生要求條件十分苛刻，需將反應物置於高溫、高壓的狀態，並且長期持續下去。
世界首次核聚變反應的實驗是在英國完成的。該國南部有世界規模最大的核聚變實驗設施，由歐洲14個國家的科學工作者組成的研究小組，完成了這個偉大的實驗。
科學家們的高壓容器內放入了0.2克的氘和1.2克的氚(均為重氫)然後將它們加熱至攝氏3億度，結果氘和氚發生了核聚變，在一秒鐘內產生了100萬瓦特的電能。這個研究小組向世界宣布了這一重大成功。他們還認為：核聚變的利用真正到實用階段還需花費50年的時間。所以有這樣的估計，是因為他們在如何才能達到核聚變反應的條件這一問題上最有發言權。可見，研究核聚變的科學家們的任務將有多么艱巨！
基本原理
核聚變反應原理示意圖
核聚變的原理是：在標準的地面溫度下，物質的原子核彼此靠近的程度只能達到原子的電子殼層所允許的程度。因此，原子相互作用中只是電子殼層相互影響。帶有同性正電荷的原子核間的斥力阻止它們彼此接近，結果原子核沒能發生碰撞而不發生核反應。要使參加聚變反應的原子核必須具有足夠的動能，才能克服這一斥力而彼此靠近。提高反應物質的溫度，就可增大原子核動能。
因此，聚變反應對溫度極其敏感，在常溫下其反應速度極小，只有在1400萬到1億度的絕對溫度條件下，反應速度才能大到足以實現自持聚變反應。所以這種將物質加熱至特高溫所發生的聚變反應叫作熱核反應，由此做成的聚變武器也叫熱核武器。要得到如此高溫高壓，只能由裂變反應提供。但目前，科學家也已研究出了其他一些方法，比如：用多束雷射照在同一個點上，就可以產生出超高溫等等。利用聚變反應的另一大問題就是，沒有可以用來盛放聚變反應的物質，地球上的物質都會在高溫下熔化。但是由於聚變反應的輻射污染，比裂變要小得多，所以科學家還在不斷探索當中。
核聚變反應堆的原理很簡單，只不過對於人類當前的技術水準，實現起來具有相當大的難度。
原子核(質子，中子)-內部結構模型圖 物質由分子構成，分子由原子構成，原子中的原子核又由質子和中子構成，原子核外包覆與質子數量相等的電子。質子帶正電，中子不帶電。電子受原子核中正電的 吸引，在"軌道"上圍繞原子核鏇轉。不同元素的電子、質子數量也不同，如氫和氫同位素只有1個質子和1個電子，鈾是天然元素中最重的原子，有92個質子和92個電子。
核聚變反應示意圖核聚變是指由質量輕的原子（主要是指氫的同位素氘和氚）在超高溫條件下，發生原子核互相聚合作用，生成較重的原子核（氦），並釋放出巨大的能量。1千克氘全部聚變釋放的能量相當11000噸煤炭。其實，利用輕核聚變原理，人類早已實現了氘氚核聚變---氫彈爆炸，但氫彈是不可控制的爆炸性核聚變，瞬間能量釋放只能給人類帶來災難。如果能讓核聚變反應按照人們的需要，長期持續釋放，才能使核聚變發電，實現核聚變能的和平利用。
如果要實現核聚變發電，那么在核聚變反應堆中，第一步需要將作為反應體的氘-氚混合氣體加熱到等離子態，也就是溫度足夠高到使得電子能脫離原子核的束縛，讓原子核能自由運動，這時才可能使裸露的原子核發生直接接觸，這就需要達到大約10萬攝氏度的高溫。
第二步，由於所有原子核都帶正電，按照"同性相斥"原理，兩個原子核要聚到一起，必須克服強大的靜電斥力。兩個原子核之間靠得越近，靜電產生的斥力就越 大，只有當它們之間互相接近的距離達到大約萬億分之三毫米時，核力（強作用力）才會伸出強有力的手，把它們拉到一起，從而放出巨大的能量。
質量輕的原子核間靜電斥力最小，也最容易發生聚變反應，所以核聚變物質一般選擇氫的同位素氘和氚。氫是宇宙中最輕的元素，在自然界中存在的同位素有： 氕、氘 (重氫)、氚 (超重氫)。在氫的同位素中，氘和氚之間的聚變最容易，氘和氘之間的聚變就困難些，氕和氕之間的聚變就更困難了。因此人們在考慮聚變時，先考慮氘、氚之間 的聚變，後考慮氘、氘之間的聚變。重核元素如鐵原子也能發生聚變反應，釋放的能量也更多；但是以人類目前的科技水平，尚不足滿足其聚變條件。
為了克服帶正電子原子核之間的斥力，原子核需要以極快的速度運行，要使原子核達到這種運行狀態，就需要繼續加溫，直至上億攝氏度，使得布朗運動達到一個瘋狂的水平，溫度越高，原子核運動越快。以至於它們沒有時間相互躲避。然後就簡單了，氚的原子核和氘的原子核以極大的速度，赤裸裸地發生碰撞，結合成1個氦原子核，並放出1個中子和17。6兆電子伏特能量。
反應堆經過一段時間運行，內部反應體已經不需要外來能源的加熱，核聚變的溫度足夠使得原子核繼續發生聚變。這個過程只要將氦原子核和中子及時排除出反應堆，並及時將新的氚和氘的混合氣輸入到反應堆內，核聚變就能持續下去；核聚變產生的能量一小部分留在反應體內，維持鏈式反應，剩餘大部分的能量可以通過熱 交換裝置輸出到反應堆外，驅動汽輪機發電。這就和傳統核電站類似了。
主要特點
人造太陽——可控核聚變裝置圖核聚變比核子彈威力更大的核武器—氫彈，就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變，比如氫的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程，它的光和熱就是由核聚變產生的。
核聚變能釋放出巨大的能量，但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。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務，就必須使核聚變。
在人們的控制下進行，這就是受控核聚變。實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量，而且由於核聚變所需的原料──氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算，1升海水中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是“取之不盡”的，因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困擾。
但是人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。
此外還有許多難以想像的困難需要去克服。儘管存在著許多困難，人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計了許多巧妙的方法，如用強大的磁場來約束反應，用強大的雷射來加熱原子等。可以預計，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變為人類服務。
所需燃料
阻礙因素：將太陽能集中到樓房一般大的反應堆並非易事，至今為止，沒有國家願意投入大量資金來克服巨大的核聚變工程挑戰。目前，當今世界最大的大科學工程國際科技合作計畫――國際熱核聚變實驗堆(ITER)計畫預算投資大約90億美元建造這個所謂的人造太陽，但有人表示不必製造有用的核聚變反應堆。核聚變消耗的燃料是世界上十分常見的元素--氘（也就是重氫）。氘在海水中的含量還是比較高的，只需要通過精餾法取得重水，然後再電解重水就能得到氘。新 的問題出現了，僅僅有氘還是不夠的，儘管氘-氘反應也是氫核聚變的主要形式，但我們人類現有條件下，根本無法控制氘-氘反應，它太猛烈了，所需要的溫度要高得多，除了在實驗室條件下做一次性的實驗外，很難讓它鏈式反應下去--那是氫彈一樣的威力。還好，人們發現了氘，氚反應的烈度要小很多，它的反應速度僅僅是氘，氘反應的100分之一，而點火溫度反倒低得多，很適合人類現有條件下的利用。
而氚不同於氘，氚是地球上最稀有的元素，由於氚的半衰期只有12或26年，所以在地球誕生之初的氚早已衰變地無影無蹤了。現在人類的氚都是人工製造而非天然提取的，人們通常用重水反應堆在發電之餘人工製造少量的氚，它是地球上最貴的東西之一，一克氚價值超過30萬美元，僅在美國保存有30公斤左右的氚。
這么貴的原料，用作核聚變發電顯然是無法接受的，幸好上帝給人類又提供了一種好東西-鋰。鋰元素也是世界上最豐富的資源，有2000多億噸。一方面海水中 就包含足夠的氯化鋰，分離出來即可。另一方面，中國是世界鋰資源最豐富的國家，碳酸鋰礦也不是稀有資源，更容易獲得。鋰的2種同位素-鋰-6和鋰-7，在被中子轟擊之後，就會裂變，他們的產物都是氚和氦，目前為止人類在重水反應堆中製造氚，用的就是將鋰靶件植入反應堆的方法。
在聚變反應堆內，氚和氘反應後，除了形成一個氦原子核之外，還有一個多餘的中子，並且能量很高。我們只需要在核聚變的反應體之內保持一定比例的鋰原子核濃度，那么核聚變產生的中子就會轟擊鋰核，促使鋰核裂變，產生一個新的氚，這個氚則繼續參與氚-氘反應，繼而產生新的中子，鏈式反應形成了。所以，理論上我 們只需要給反應體提供兩種原料--氘和鋰，就能實現氘，氚反應，並且維持它的進行。
如何控制其反應速度
托卡馬克（Tokamak）是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字 Tokamak 來源於環形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、線圈（kotushka）。目前主要的幾種可控核聚變方式： 超音波核聚變 雷射約束（慣性約束）核聚變，磁約束核聚變（托卡馬克） 托卡馬克（Tokamak）是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字 Tokamak 來源於環形（toroidal）、真空室（kamera）、磁（magnit）、線圈（kotushka）。
最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。托卡馬克的中央是一個環形的真空室（有點像輪胎），外面纏繞著多組一定形態的線圈。真空室內充入一定氣體，在燈絲的熱電子或者微波等預電離手段的作用下，產生少量離子，然後通過感應或者微波、中性束注入等方式，激發並維持一個強大的環形電漿電流。這個電漿電流與外面的線圈電流一起，產生一定的螺鏇型磁場，將其中的電漿約束住，並使其與外界儘可能地絕熱。
這樣，電漿才能被感應、中性束、離子迴旋共振、電子迴旋共振、低雜波等方式加熱到上億度的高溫，以達到核聚變的目的。相比其他的磁約束受控核聚變方式，托卡馬克的優勢地位的建立來源於前蘇聯的T-3托卡馬克的實驗結果。1968年8月在蘇聯新西伯利亞召開的第三屆電漿物理和受控核聚變研究國際會議上，阿齊莫維齊宣布在蘇聯的T-3托卡馬克上實現了電子溫度 1 keV，質子溫度 0.5 keV，nτ=10的18次方m-3.s，這是受控核聚變研究的重大突破。
在國際上掀起了一股托卡馬克的熱潮，各國相繼建造或改建了一批大型托卡馬克裝置。其中比較著名的有：美國普林斯頓大學由仿星器-C改建成的 ST Tokamak，美國橡樹嶺國家實驗室的奧爾馬克(Ormark)，法國馮克奈-奧-羅茲研究所的 TFR Tokamak，英國卡拉姆實驗室的克利奧(Cleo)，西德馬克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。
潛能能源
2016年國際熱核聚變反應堆完工：用核電不再危險。核聚變反應是太陽及其他恆星的主要能量來源，它能產生幾乎無限的電能，而且還不會像核裂變那樣伴隨著巨大的風險和難以處置的、具有放射性的核原料。毫無疑問，這是一場時間和金錢都消耗巨大的持久戰。不過，在能源危機日益嚴重的背景下，“ 人造太陽”計畫的意義顯而易見。國際油價的高漲，石油、煤炭、天然氣等不可再生能源獲得的有限性以及環境污染的加劇，敦促人類尋找清潔、 高效並具備大規模推廣潛能的能源。
原料取之不盡，在和平利用核能方面，人類的探索漫長而曲折。核能包括裂變能和聚變能兩種主要形式。在裂變和聚變的過程中，都會放出巨大的能量。
如今，世界各地的核電廠都採用核裂變方式，但裂變需要的鈾、鈽等重金屬元素在地球上含量稀少， 而且鈾、鈽的放射性也使之具有致命性的危險。1986年車諾比核電站泄漏事故，導致直接或間接死亡人數超過4000人。此外，常規裂變反應堆會產生核廢料，也限制了裂變能的發展。
相比而言，核聚變則優點多多。以最容易發生的氘氚聚變反應為例，氫的同位素氘和氚可從海水中提取， 核聚變反應不產生溫室氣體及核廢料。原料幾乎取之不盡，幾乎不會危害環境。
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。據測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍，可以說是取之不竭的能源。至於氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產生，而海水中也含有大量鋰。
第二個優點是既乾淨又安全。因為它不會產生污染環境的放射性物質，所以是乾淨的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行，所以是安全的。
中科院電漿物理研究所副所長武松濤測算，從1升海水中提取的氘和氚，如果實現完全的聚變反應， 釋放出的能量相當於燃燒300公升汽油所獲能量。
但裂變很容易發生的，聚變則不然。在地球上，除了科學家們的實驗室里進行過核聚變以外，人們唯一知道的大規模聚變就是氫彈爆炸，但那會給人類帶來災難，人類需要的是受控核聚變。
發展現狀
合肥“科學島”上的超導托卡馬克核聚變裝置。ITER項目即將在法國動工的訊息，讓“人造太陽”計畫進入公眾視野。 位於安徽省合肥市西部的“科學島”，吸引了眾多關注者的目光。核聚變裝置工作原理和太陽工作原理相似，能量能轉化為電能。“科學島”是中國核聚變研究的重要基地，世界上第一台全超導托卡馬克核聚變（EAST）實驗裝置就是在這個島上研製成功的。
一年多以前，中國科學院電漿物理研究所歷時8年研究開發的EAST實驗裝置首次成功試驗。 通過這一裝置，科學家能夠對受控核聚變開展探索性的實驗研究，從而為未來穩定、安全、高效的商業核聚變堆提供物理和工程技術基礎。
EAST超導托卡馬克運行總負責人、東華大學教授羅家融解釋說：“從能量概念的角度，這個裝置被形象地稱為人造太陽。 太陽是一個巨大的發光體，同時釋放出大量能量。核聚變裝置就是要模仿太陽的環境，使之產生核聚變反應，產生中子，然後釋放出能量。”
核聚變裝置的工作原理和太陽有著異曲同工之妙。太陽巨大的能量來自核聚變反應。 在太陽的中心，溫度高達2000萬攝氏度，在高溫高壓條件下，氫原子核聚變成氦原子核，並釋放出大量能量。
科學家發現，在人類比較了解的聚變反應中，氫的兩種同位素氘和氚的聚變效率最高， 氘和氚結合變成氦，同時能釋放出巨大的能量。這些能量在轉化後，可以成為電能等各種能量。這就是人造太陽的原理。
但“人造太陽”並非高高懸掛在空中，而且EAST實驗裝置與真正的人造太陽相差甚遠。 EAST實驗裝置的核心部件是一個高12米、重400多噸的落地圓柱體大容器，它被安置在一棟封閉的建築物內。
昂貴設備，建成花了3.2億元，外圍裝備花了1.95億元，每年需要3600萬元運行費
2001年1月17日，記者走進EAST實驗大廳，工作人員正在忙碌著。幾天前，胡錦濤總書記來到這裡， 詳細了解超導托卡馬克核聚變實驗裝置的科技問題。
中國東華大學教授羅家融解釋說：“從能量概念的角度，這個裝置被形象地稱為人造太陽。 太陽是一個巨大的發光體，同時釋放出大量能量。核聚變裝置就是要模仿太陽的環境，使之產生核聚變反應，產生中子，然後釋放出能量。” 羅家融在EAST實驗裝置前人造太陽”實驗裝置的核心部件是一個巨大的容器。在這個大容器的附近， 放置著一些輔助設備。幾年後如果你再來，你會看到在核心部件的旁邊，鋪滿了各種各樣的外圍設備。
這個實驗大廳於2001年開始建造，包括設備所在的大樓在內，共耗費了5年的建造時間。 大樓的頂層和天花板都澆注了水泥，在頂層和天花板的水泥之間，灌注了1米深的水。“水是用來防範中子輻射的，它吸收中子輻射特別快。” 羅家融解釋說。而在大廳的下方，還有4米深的地下室。
從上世紀60年代至今，中國的磁約束核聚變研究有著40多年的歷史。 位於成都的核工業西南物理研究院先後研製成功了中國環流器一號和中國環流器新一號托卡馬克裝置，推動了世界對核聚變“磁籠”的探索和研究。
1978年，中科院決定在合肥成立電漿物理研究所，從事核聚變研究。1992年前後， 科學院花了兩車皮羽絨服從俄羅斯引進了一套托卡馬克實驗裝置HT-7。經電漿物理研究所的不斷改進，它已成為一個龐大的實驗系統。 在他看來，此事在中國核聚變研究史上有著重要意義。
在十幾次實驗中，研究人員取得若干具有國際影響的重大科研成果。特別是在2003年3月31 日， 實驗取得了重大突破，獲得超過1分鐘的電漿放電，這是繼法國之後第二個能產生分鐘量級高溫電漿放電的托卡馬克裝置。2006年， 電漿物理研究所自主研製和設計了全超導托卡馬克裝置EAST。這台全超導托卡馬克裝置，受到了國際同行的矚目。電漿物理研究所的托卡馬克裝置引起了其他一些國家的注意。羅家融告訴記者， 巴基斯坦有意要購買該所一套已經停用的托卡馬克裝置，而印度則打算購買HT-7。
存在問題
2006年，參加“國際熱核聚變試驗反應堆”的歐盟、中國、美國、日本、韓國、俄羅斯和印度七方代表經過4年多的談判後在這裡草簽了與該計畫有關的一系列合作協定，這標誌著人類旨在開發新能源的宏偉計畫開始啟動。研究困難重重
科學家希望，能夠創造一個類似於太陽環境的裝置，但其困難程度遠遠超出了他們最初的預計。 要知道，如果讓氘和氚發生聚變反應，氘和氚所處的環境溫度必須達到1億攝氏度以上。在這樣的高溫下，拿什麼樣的容器把高溫下的氘氚氣體約束在一起？ 這樣高的溫度，任何材料都注定無法承受。一旦某個環節出現問題，燃料溫度下降，聚變反應就會自動中止。
1969年，蘇聯科學家提出了“托卡馬克”的概念。那就是利用環形封閉磁場組成的“磁籠”， 把那些灼熱的處於等離子狀態的燃料約束起來。最核心的容器問題已經得到解決，這也是“人造太陽”計畫的主體。“托卡馬克”的概念隨後被大量套用。為了達到聚變所要求的條件，托卡馬克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。而且，在持續高溫狀態下， 托卡馬克裝置需要實現長時間的穩態運行，而且在能量輸出上也沒有做到不賠本運轉。
需多國參與
“人造太陽”的實驗堆將耗資100億歐元，中國承擔占總投資9％的費用，卡達拉舍是ITER實驗堆的建造地。2008年開始，ITER計畫進入正式實施階段，實驗堆將在這裡動工建造。 ITER計畫預計持續35年，前10年用於建設反應堆；後20年用於操作實驗；最後5年是將實驗的反應堆活化、拆除。在今後35年間， 這個“人造太陽”的實驗堆將耗資100億歐元以上。中國最終承擔占總投資9％的費用，約合100億元人民幣。實際上，ITER計畫也是迄今為止中國參與的最昂貴也最具挑戰性的大科學工程國際合作項目， 目前由歐盟、中國、日本、美國、俄羅斯、韓國、印度七方共同參與，利用磁約束電漿進行受控聚變研究。
即將建造的ITER裝置和EAST極為相似，好比是一個放大版。“和現在的EAST相比， ITER裝置要大5倍。 而預研堆比ITER裝置還要大5倍。”羅家融告訴記者。在今後ITER建造的10年中，中國將支持在EAST裝置上進行前期研究開發， 為ITER裝置的運行和開發做好相關準備。中國科研人員將根據“採購包”的要求，製造各類部件，運往卡達拉舍。
研究人員緊缺
不過，雖然中國在核聚變領域具有國際先進水平，但整體實力與美國、歐盟相比， 仍然有一些差距。羅家融認為，中國核聚變研究的人才十分緊缺，人才問題是相當嚴峻的問題。“我初步估算了一下，我國從事聚變電漿研究的人才， 包括高級、中級、低級人才，最多1500人。真正做研究的，少於500人。真正拔尖的，能夠到國際會議上開會跟國際同行交流的有100個人。” 羅家融憂心忡忡。他擔心，人才的緊缺，對於中國今後參與ITER計畫會帶來嚴重問題。
而更長遠的問題，則是在中國參與到ITER計畫之後。“派去法國參與ITER計畫的人， 可以學到東西，但他們回來之後，我們國內怎么做？”在羅家融看來，核聚變研究理論最終能否實現產業化，不是幾個研究所、高校就能夠解決的問題， 而在於工業界乃至整個社會的努力，這已經不是學術內容，而是工程內容。“人才問題只是先決條件，在解決這個先決條件之後，還要取決於社會的參與程度。”羅家融說。
顯然，參與ITER計畫這個最昂貴的科學工程，並非中國核聚變事業的全部。它只是重要一步，但遠非最後一步。
發展前景
ＩＴＥＲ計畫是一項重大的國際科技合作計畫。它的目標是要建造可控制的核聚變反應堆，最終實現商業運行。根據核子彈和氫彈爆炸的原理，核裂變和核聚變產生的能量極大，但核聚變單位質量產生的能量要比核裂變大７倍，利用核聚變為人類造福的前景非常好。實現可控制的核聚變反應，打造一個“人造太陽”，已成為當今世界擋不住的一大誘惑。因為，這可以一勞永逸地解決人類存在的能源短缺問題，豈不幸哉！
讓世人感到興奮的是，5月24日在歐盟總部布魯塞爾，中國、歐盟、美國、韓國、日本、俄羅斯和印度７方代表共同草簽了《成立國際組織聯合實施國際熱核聚變反應堆（ＩＴＥＲ）計畫的協定》，這意味著與此相關的科研項目將全面啟動，“人造太陽”將由夢想逐步變為現實。
ＩＴＥＲ計畫是一項重大的國際科技合作計畫。它的目標是要建造可控制的核聚變反應堆，最終實現商業運行。根據核子彈和氫彈爆炸的原理，核裂變和核聚變產生的能量極大，但核聚變單位質量產生的能量要比核裂變大7倍，利用核聚變為人類造福的前景非常好。
核聚變所需要的氫是宇宙中最豐富的元素。氫的聚變反應在太陽上已經持續了近50億年，至少還可以再燃燒50億年。在其他恆星上，也幾乎都在燃燒著氫的同位素氘和氚。而氘在自然界取之不盡。科學家初步估計，地球上的海水中蘊藏了大約40萬億噸氘。從1升海水裡提取的氘，在聚變反應中所釋放的能量，相當於燃燒300升汽油。如果把自然界的氘和氚全部用於聚變反應，釋放出來的能量足夠人類使用100億年。與核裂變相比，氘和氚的聚變能是一種安全、不產生放射性物質、原料成本低廉的能源。
在前人研究的基礎上，ＩＴＥＲ計畫最初是由美國和蘇聯於1985年提出，隨後日本和歐盟回響參與。後因蘇聯解體，1999年美國退出，計畫的進展受到了不小的影響，但研究工作並沒有停止。2003年，美國宣布重返。接著，中國、韓國和印度先後加入。這使得ＩＴＥＲ計畫活力更大，實力更強。經過該計畫參與方數年的努力，不僅完成了所有法律檔案的談判，而且將ＩＴＥＲ的場址確定在法國的卡達拉什。按計畫，ＩＴＥＲ將於今年開始建造，建設期限大約為10年，耗資約46億美元。
但再造“太陽”的難度也相當大。譬如，如何讓聚變後產生的上億攝氏度的電漿，長時間內“老實地呆在容器里”，使聚變反應穩定持續地進行。為了製造出這么一個“魔瓶”來，科學家們已經嘔心瀝血幾十年，至今還沒有找到一個滿意的答案。因此，在ＩＴＥＲ計畫實施過程中，許多尖端的前沿課題和工程技術難關還有待各國科學家一一攻克。
中國在2003年成為ＩＴＥＲ談判過程中的正式成員。中國科學家參與聚變能的研究開發，對解決中國能源短缺和提高中國的高科技水平，確保可持續發展具有重要現實意義。
當今世界，人口爆炸性地增長，能源、資源危機步步逼近。這項前無古人的ＩＴＥＲ計畫，或許也是一個別無選擇的計畫，將為人類的生存和發展創造又一個“太陽”。雖然這個“太陽”離我們還有一段距離，有人估計需要50—100年，不過可以相信，“人造太陽”普照人間的這一天終將來臨。
