可控核聚變 可控核聚變即核聚变能源指在人工控制之下利用核融合产生能量核聚变反应是一种结合两个较轻核子产生较重核子的能量反应合并时部分质量丧失转换为能量質能等價融合能研究主要关注于驾驭这个反应并作为大规模可持续能源的来源 几乎所有针对大规模商业应用commercial proposals提出的方案热量都由受控核聚变产生的中子散射英语neutron scattering提供与现今核电厂火力发电厂提供给蒸汽涡轮发动机发电原理相同 核聚变过程需要燃料以及足够的温度压力和维持时间才能形成可以进行核聚变的等离子体这些条件结合起来可以构成一个产生能量的系统即所谓的劳森标准Lawson criterion劳森标准即核聚变能量实现的一个标准说明了为了使核聚变反应能够持续进行并产生能量需要达到一定的温度密度和持续时间的组合在恒星中氢是最常见的燃料重力提供了非常长的约束时间满足了产生聚变能的需求目前设计中的核聚变反应堆通常使用重氢同位素如氘和氚尤其是这两者的混合物它们相较于普通的氢同位素更易发生反应因此能在较温和的条件下满足劳森标准大多数设计目标是将燃料加热至大约亿开尔文也因此对可靠的设计提出了巨大挑战氚在地球上极为稀有且半衰期仅为约年因此在设想中的聚变反应堆即增殖反应堆运行过程中会利用中子通量作用于氦冷却卵石床HCPB以产生氚完成燃料循环 作为动力源核聚变相比核裂变有诸多潜在优势包括较少的运行过程中的放射性几乎不产生高放射性核废料充足的燃料供应如氚孕育或某种非中子燃料形式以及更高的安全性然而同时达到必须的温度压力和维持时间的条件已被证实存在实践和经济上的挑战第二个问题是管理反应过程中释放的中子长时间的中子照射会导致反应器内部的许多材料削弱退化 研究人员已经探索了各种聚变约束方案早期重点研究了三种主要系统z夹zpinch仿星器和磁镜目前主要的设计包括托卡马克和激光惯性约束ICF这两种设计均在进行大规模研究其中最著名的有法国的热核实验反应堆托卡马克和美国的国家点火装置NIF激光器研究人员还在探索其他可能的低成本设计方案他们也对磁化目标聚合和惯性静电约束以及恒星器的新变体越来越感兴趣 年月日美國勞倫斯利佛摩國家實驗室LLNL首次實現能量淨收益的可控核聚變該實驗通過道雷射聚焦目標提供  兆焦耳的能量從而超過聚變閾值產生  兆焦耳的聚變能量輸出