从本质上讲，核聚变是一个非常简单的概念。聚集两个氢同位素原子，并以压倒性的力量将它们粉碎在一起；两个原子核克服它们之间的自然斥力，融合在一起，发生反应，释放出巨大的能量。
但回报越大，所需的投资就越大，几十年来，我们一直在解决一个难题：如何为氢燃料提供动力并防止其逸出，直至其升温至超过8000 万度？迄今为止，最成功的聚变实验已成功将等离子体氢燃料加热到5亿多度，并在3.5分钟内将其保持为等离子体球。 —— 虽然这不是在同一个实验中，也不是在同一个反应器中实施。
最近的成功进展来自德国和中国：德国的Wendelstein 7-X反应堆最近上线并进行了成功的实验，温度达到了近1亿度；中国的EAST反应堆成功实现了联合核聚变，反应持续了102秒，尽管反应温度较低。
但尽管取得了这些进步，研究人员几十年来一直在说同样的话：我们距离实用聚变反应堆还有30 年的时间。即使科学家们追求这个“圣杯”，我们仍然不知道我们不知道什么，这一点变得越来越明显。
【每一个答案都会带来更多问题】
德国Wendelstein 7-X反应堆和中国EAST反应堆的实验被誉为“突破性进展”。这是核聚变实验中非常常见的描述。虽然这些案例可能令人兴奋，但考虑到我们面临的问题的规模，它们只是一小步。显然，要实现核聚变，需要实现几个或十几个这样的“突破性进展”。
加州国家点火装置主任马克·赫尔曼说：“我认为我们还没有达到知道如何跨越这一决定性门槛的阶段。” “我们仍在了解科学是什么，我们可能已经消除了一些噪音，但如果我们消除了它们，还会有其他问题吗？我们几乎肯定会有，但我们还不知道如何治疗他们是多么困难。”
未来十年，国际共建的国际热核实验堆（ITER）将竣工。该装置将把我们所知道的有关核聚变的所有知识整合到一个反应堆中。目前，ITER最有希望可靠地达到生产-消耗平衡点，即临界温度密度——。在这一点上，聚变反应产生的能量超过了产生它所花费的能量。在生产-耗尽平衡点，两个原子核聚变释放的能量足以将其他原子核聚变在一起，实现自持循环，使聚变电站成为可能。
然而，也许不可避免的是，ITER项目面临着各种挫折，设计纠纷导致建设进度放缓，美国甚至威胁要削减对该项目的资助。正是因为这些各种预算和政策的动摇，我们可以确信，在未来的30年里，我们还会继续说“核聚变是30年后的事情”。
【核聚变到底是什么？ 】
可靠地达到平衡点是一项双重挑战：让反应开始并保持反应进行。为了从聚变反应中获取能量，必须首先向其中输入足够的能量，以推动聚变达到一定的速率。一旦越过这条线，必须可靠地抑制燃烧的等离子体，以防止其不稳定并导致反应失败。
为了解决限制问题，大多数设备使用强大的磁场来保持等离子体悬浮在半空中，防止其高温熔化反应堆壁。这些“磁约束装置”看起来像巨大的甜甜圈，里面有一个被磁场限制的等离子体环。如果温度足够高，环内就会发生聚变反应。俄罗斯科学家在20世纪50年代首次提出了这种设计，尽管几十年后人们才真正利用它来实现核聚变。
为了用这样的设备产生真正稳定的等离子体，需要两个磁场：一个围绕等离子体，另一个沿着等离子体环的方向运行。目前使用的磁约束装置有两种：托卡马克和仿星器。
两者之间的差异并不大，但即使很小的差异也可能对哪种设备未来的成功产生巨大影响。两种设计之间的主要区别在于它们产生极向磁场——的方式是围绕等离子体的磁场。托卡马克装置使电流穿过等离子体本身，而仿星器则使用装置外部的磁铁来产生围绕等离子体的螺旋磁场。
普林斯顿等离子体物理实验室的霍奇·尼尔森表示，总体而言，仿星器被认为更稳定，但建造起来更困难，而且缺乏研究。另一方面，托卡马克装置更容易理解和构建，但存在一些固有的不稳定问题。
目前尚不清楚这两名选手谁会在这场比赛中获胜，而且两人似乎都离圣杯不远。因此，由于没有人获胜，研究人员选择同时构建这两种设备。
目前，世界上最大的聚变反应堆是欧洲联合环面核聚变反应堆（JET），这是一个位于英国、由欧盟资助的托卡马克型装置。 JET于20世纪70年代投入使用，1983年首次投入运行，并成功产生等离子体——，这是核聚变的第一步。 JET 目前保持着聚变反应产生16 兆瓦能量的记录，但即便如此，它仍未达到盈亏平衡点。
为了达到平衡生产和消费的关键里程碑，我们可能要等待ITER的到来。按照计划，ITER装置每输入50兆瓦电力即可产生500兆瓦电力，并可维持等离子体状态半小时以上。这些能源足以为50,000 个家庭供电。 ITER的设计基于托卡马克装置，是欧盟和美国等六国汇集资源和技术的成果，希望为核聚变能源的利用打开大门。
欧洲聚变研发创新联盟研究员德里特·博巴表示，目前各种核聚变发电装置面临的主要问题之一是规模太小，ITER将尽力克服这一缺点。随着反应堆变得越来越大，反应过程变得更加稳定并且可以达到更高的温度，这是实现核聚变的两个关键因素。
然而，ITER项目的合作性质大大减缓了其建设进程。各国单独提供组件带来了政治和经济变数，导致反应堆竣工推迟。 ITER于2006年首次正式获批，原定于2016年实现首次核聚变，但截至目前，这一日期至少推迟了10年，最早要到2026年才能实现。
此外，根据尼尔森的说法，要成功建造能够解决我们能源需求的聚变发电站，仅靠国际热核聚变实验堆（ITER）是不够的。虽然ITER 是反应堆设计的重大进步，但这并不意味着聚变研究的终结。
与此同时，世界各地新建的核聚变反应堆将继续在核聚变研究中发挥重要作用。他们的研究绝不是多余的，而是有助于从不同角度解决这个问题。
纳尔逊表示，在ITER试图解决规模问题的同时，亚洲的核聚变项目正在探索超导磁体的优势，并试图延长等离子体的持续时间。同时，德国的Wendelstein 7-X项目对仿星器的设计进行了先进，可能完全避免整体稳定性问题。然而，尽管人们对核聚变的兴趣激增，但目前的努力仍然不足。尼尔森说：“对于像核聚变这样困难和具有挑战性的事情，你会期望我们做比现在更多的实验来尝试解决各种问题。”
最终，问题可能仍然是资金问题之一。科学研究的资金限制当然不是一个新问题，但对于核聚变来说，由于其时间跨度极长，超过一代人，资金是一个特别困难的问题。虽然潜在的好处是显而易见的，但我们从核聚变研究中获得回报的日子还很遥远。
拉班·科布伦茨认为，我们对立即投资回报的渴望削弱了对聚变研究的热情。他是ITER项目通讯部的负责人。
他说：“我们希望我们的足球教练能够在两年内提高他们的表现，如果失败了，他们就会离开；政治家只有两年、四年或六年的任期，然后就离开。——在这些方面，从投资到收购的回报是短暂的，所以当有人告诉你这需要10 年时，你很难相信。”
在美国，核聚变研究经费，包括ITER项目的投资，每年不到6亿美元。美国能源部2013年能源研究预算要求为30亿美元。相比之下，核聚变的研究经费就相当少了。一般来说，能源项目的研究经费占当年美国所有研究经费的1%。 8%。
马克斯·普朗克研究所的等离子体研究员托马斯·佩德森说：“如果你看看能源预算，或者花在军事研发上的钱，你会发现花在聚变研究上的钱实际上并没有那么多。”物理物理系主任。 “如果你将聚变研究与其他研究项目进行比较，它看起来很昂贵，但如果你将它与石油生产、风力发电或可再生能源补贴进行比较，那就要少得多。”
Pedersen对聚变研究的重点是预期的成本产出比。投资太阳能和风能研究可能相对便宜，但与实用的核聚变发电厂相比，回报却相形见绌。
【核聚变永远是30年之后】
即便如此，现在，终点线，那座仿佛每前进一步后退一步的山顶就在眼前。这是一条迫在眉睫的坎坷道路，不仅受到技术原因的阻碍，还受到政治和经济问题的阻碍。科布伦茨、尼尔森和波巴表示，受控核聚变无疑是一个可以实现的目标，但我们何时能实现这一目标可能很大程度上取决于我们对它的渴望程度。
“托卡马克之父”苏联物理学家列夫·阿齐莫维奇可能对此做了最好的总结：
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用户评论
听说核聚变能源，感觉未来无限可能啊！不过真的要等30年吗？感觉等得太久啦。
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核聚变“圣杯”之争，谁赢谁不重要，重要的是能源问题能解决就太好了。
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30年？这时间太长了，希望科学家们能加快步伐，别让地球再承受能源危机了。
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无限能量，听起来太美好了，但现实总是残酷的，等30年太漫长了。
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核聚变之战，期待看到科技进步，不过30年的等待，心里真是忐忑。
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想要无限能量，还得等30年？这期间我们该怎么办？希望有其他替代能源出现。
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核聚变能源，如果能实现，那将是人类历史上的一个里程碑，但30年太久了。
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这个“圣杯”之战，让我看到了人类的希望，只是30年的等待，让人不禁焦虑。
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无限能量听起来很诱人，但30年的等待，不知道那时候我还在不在。
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期待核聚变能源的突破，但30年的等待，感觉就像是一个遥不可及的梦。
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核聚变“圣杯”之战，期待有更多的科技突破，让我们早日享受到无限能源。
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30年？感觉这个时间太长，希望科学家们能加快研究进度，不要让我们等太久。
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无限能量，听起来很美好，但现实总是残酷的，等30年，不知道世界会变成什么样。
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核聚变之战，谁将赢得“圣杯”？希望是那些真正为了人类福祉而努力的科学家。
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等了那么久，终于看到了核聚变能源的希望，只是30年的时间，让人有些焦虑。
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无限能量，如果能实现，那将是人类的福音，但30年的等待，真的让人难以忍受。
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期待核聚变能源的突破，只是30年的等待，感觉像是漫长的人生旅程。
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核聚变“圣杯”之战，谁将笑到最后？不管怎样，我们都应该为人类的未来加油。
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