堆代码讯 数十年来，人类一直试图将恒星的能量为地球所用、用于发电。而几乎同样久的时间里，实现这一目标似乎永远都 “只差十年”。如今，一大批初创企业比以往任何时候都更接近这一目标，正加紧建造能够并网发电的核聚变反应堆。核聚变初创企业已吸引超过100 亿美元投资，其中十几家融资额超过 1 亿美元。过去一年里，多笔大额融资相继完成。随着数据中心能源需求攀升，加之核聚变企业愈发接近终点线，投资者纷纷涌入这一领域。

核聚变的核心原理，是利用原子聚变释放的能量来发电。人类几十年前就已掌握原子聚变技术 —— 从氢弹，到全球各地实验室建造的各类核聚变装置。实验性聚变装置已能实现可控核聚变，其中一台甚至实现了能量净输出，即反应释放的能量超过触发反应所消耗的能量。但迄今为止，没有任何装置能产生足够大的能量盈余，让商业化核电站成为现实。为解决这一难题，核聚变初创企业正尝试多种不同技术路线。业内专家对哪种路线最有可能成功看法不一，而整个行业仍处于起步阶段，因此一切尚无定论。

以下是核聚变主要技术路线的简要介绍。
1.磁约束聚变

磁约束是应用最广泛的技术之一，利用强磁场约束等离子体 —— 这种由超高温粒子组成的 “粒子汤”，正是聚变装置的核心。磁场必须极其强大。例如，联邦聚变系统公司（CFS）正在组装能产生20 特斯拉磁场的磁体，强度大约是普通核磁共振仪（MRI）的 13 倍。为承载所需的巨大电流，这些磁体由高温超导材料制成，即便如此，仍需用液氦冷却至 -253℃（-423℉）。CFS 目前正在马萨诸塞州加速建造名为Sparc的示范装置，预计将于 2026 年底投入运行。如果一切顺利，该公司将于 2027 或 2028 年在弗吉尼亚州开工建设商业化规模电站Arc。

采用磁约束的聚变装置主要分为两类：托卡马克与仿星器。托卡马克于 20 世纪 50 年代由苏联科学家首次提出理论，此后得到广泛研究。托卡马克主要有两种外形：一种是 D 形截面的环形容器，另一种是中间带有小孔的球形结构。欧洲联合环流器（JET）和国际热核聚变实验堆（ITER）是两座著名的托卡马克实验装置：JET 于 1983 至 2023 年在英国运行，而 ITER 预计将于 2030 年代末在法国投入运行。

总部位于英国的托卡马克能源公司（Tokamak Energy）正研发球形托卡马克，其 ST40 实验装置目前正在升级。仿星器是另一类主流磁约束装置。它与托卡马克类似，同样将等离子体约束在环形空间内，但不同于托卡马克规则的几何结构，仿星器的磁场呈扭曲缠绕状。这种不规则外形通过模拟等离子体行为设计而成，让磁场顺应等离子体的特性，而非强行将其限制在规则形状中。德国马克斯・普朗克等离子体物理研究所运营的Wendelstein 7-X是一台大型模块化超导线圈仿星器，自 2015 年起运行。包括 Proxima Fusion、Renaissance Fusion、Thea Energy 和 Type One Energy 在内的多家初创企业也在自主研发仿星器。

2.惯性约束聚变

另一大主流聚变路线被称为惯性约束聚变，通过压缩燃料靶丸，使内部原子发生聚变。大多数惯性约束方案利用激光脉冲压缩燃料靶丸：多束激光同时发射，从各个角度聚焦并轰击靶丸。迄今为止，惯性约束是唯一实现科学得失平衡里程碑的技术路线 —— 即聚变反应释放的能量超过输入能量。相关实验在美国加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置（NIF）完成。值得注意的是，科学得失平衡的测算并不包含运行实验设施本身所需的电力等成本。

尽管如此，仍有近十家初创企业看好惯性约束的前景，并围绕该路线设计反应堆。比较知名的激光驱动路线企业包括 Focused Energy、Inertia Enterprises、Marvel Fusion 和 Xcimer。不过，有两家公司并未采用激光：First Light Fusion计划使用活塞撞击，而Pacific Fusion则打算用电磁脉冲替代激光。

以上是核聚变的两大主流技术路线，但并非全部。后续我们将详细介绍其他设计方案，包括磁化靶聚变、磁静电约束和μ 子催化聚变等。