说起核聚变，人们首先联想到的就是地球上所有能量的来源：太阳。太阳释放的巨大能量孕育了地球的生命，而如果太阳系中还存在或者即将存在某种生命形式，它的诞生肯定都离不开太阳。这个主要由氢气和氦气组成的巨大火球自身的能量来源便是氢离子的聚变反应。然而氢核聚变所需的压强和温度要求太高，只存在于恒星内部，人工无法模拟，人类只好寻找其他的聚变途径。
按照这样的思路，科学家便找到了利用氢的同位素氘（一个质子、一个中子）和氚（一个质子、两个中子）来诱发核聚变的方法。地球海水中的氘可谓“取之不尽”，而用于生产氚的锂在地球上也有比较丰富的含量。由于核聚变反应不会产生任何高放射性的核废料，在科学家心中成了最为理想的清洁能源，开发利用核聚变能也成为人类半个多世纪以来的梦想。从理论上说，氘和氚诱发核聚变的方法较简单。只要氘和氚的距离足够近，核聚变反应就会发生，生成氦（两个质子、两个中子）和一个中子，并释放巨大能量。
正因为核聚变发电原理与太阳发光发热原理一样，核聚变反应堆被人们形象地称为“人造太阳”。“人造太阳”的诱惑实在太过巨大。试想如果地球上数个“小太阳”为人类供电、供热，人们对能源短缺的担忧还将继续存在吗？正是因为核聚变有如此的魅力，许多国家及国际机构都斥巨资进行核聚变研究，其中不得不提的便是美国国家点火装置（NIF），以及位于法国南部卡达拉什附近的国际热核聚变实验堆（ITER）。
NIF今年即将点火
国际上将聚变研究的发展分为6个阶段：原理性研究阶段规模实验阶段、点火装置实验阶段（氘氚燃烧实验）、反应堆工程物理实验阶段、示范反应堆阶段、商用化反应堆阶段。而目前人类对核聚变的研究仍处于第三阶段，即点火装置实验阶段。在这一阶段最具代表性的工程当数NIF。
据《科学美国人》近日报道，花费40亿美元、耗时13年建造的、世界上最大也是能量最高的激光系统——NIF，即将在今年晚些时候启动。今后一两年内，NIF的１９２束激光会聚焦在一个比胡椒粒还小的靶丸上。来自激光束的能量会击碎靶丸的核心，在如此强大的能量下，靶丸里的氢燃料会发生聚变并释放能量，如同一个微型氢弹。
从外观来看，NIF非常不抢眼。它没有窗户，大小和停机库差不多，喷涂有防噪音的米黄色材料，看上去和周围市郊的办公园区很和谐。但是跟其他大型科学工程一样，它的地下部分令人惊叹不已。在内部，数十米宽的管道从远处延伸过来，管道的另一端便是三层楼高的球形激光靶室，四周布有窗口让激光束通过。在靶室中心，由氘和氚构成的靶丸被放在一个看起来像铅笔头的巨大支架上。点火开始后，激光束会聚焦在毫米级靶点上，用强劲的激光脉冲挤压靶丸——至少在极短的时间内，该激光脉冲的功率会超过整个美国的电力消耗。
此类点火技术以前也曾进行或试验，并取得过成功。但它以往存在的最大问题在于，为诱发氘氚核聚变，泵入激光器的能量要远远多于反应释放出的能量，这样便使核聚变完全失去了它存在的意义。NIF存在的目的就是为了达到平衡收支，甚至使靶丸中心爆炸释放的能量大于激光束注入的能量。从理论上讲，多出来的能量可以收集起来用于发电。２００９年５月，当NIF建成时，它在核聚变发电方面的潜能引起了媒体的广泛关注。托马斯·弗里德曼在《纽约时报》上刊登的一篇题为《下一个超酷事件》的专栏文章就是一个典型例证。他在文章中写道：“每颗聚变靶丸都会突然释放一阵能量，可以用来加热熔盐，产生大量蒸汽，为你的家庭供电。”如果今年的氘氚聚变实验进展顺利，再过大约一年，就能达到收支平衡。《科学美国人》称，这样的进度将比另一项核聚变工程领先至少１５年。
国际化的ITER
而说到世界上其他地区开始的核聚变装置建造工程，不得不提的就是耗资140亿美元，在法国南部卡达拉什附近建造的ITER。与NIF不同，ITER不依靠激光进行聚变诱导，而是利用超导磁线圈产生的磁场将氢的同位素约束在一起，并把它们加热到１.５亿摄氏度，比太阳表面温度还高出２.５万倍。科学家预计，该实验获得的能量也将超过输入的能量，这也让ITER有了存在价值。另外，跟NIF的激光系统间歇式爆炸能量不同，ITER能将等离子体约束长达数百秒，产生持续的聚变能量。
ITER设计总聚变功率将达到５0万千瓦，是一个电站规模的实验反应堆。ITER使用的是“托卡马克”型磁场约束法——利用巨大环形超导磁场，对等离子体进行加热、约束，创造可以控制的产生聚变的物理条件。托卡马克是俄语环向场磁体线圈的简称，是核聚变物理实验装置，其原理是利用环向磁场对等离子体进行加热、约束，进而实现可控核聚变。ITER是基于托卡马克磁约束位形的第一个将要付诸实施的热核聚变实验反应堆，也是实现该类型聚变堆商业化应用不可逾越的关键步骤。
同时，ITER也是一个不折不扣的国际化工程，成员国遍及全球。ITER计划是１９８５年由美苏两国首脑倡议提出，其目的是建造聚变实验堆，探索和平利用骤变能发电的科学和工程技术的可行性，为实现聚变能商业应用奠定基础。ITER从１９８８年开始概念设计，直到完成《工程设计最终报告》，历时１３年之久。2006年，中国、印度、日本、俄罗斯、韩国、美国和欧盟的代表在法国签署“国际热核聚变实验反应堆（ITER）计划联合实施协定”，使热核聚变实验研究的工业化应用成为可能。
据悉，ITER项目最大股东为欧盟，供注资４５%。ITER欧盟方面的负责机构为“核聚变中心”（F4E）。尽管欧盟是７个成员国中资金贡献最大的一个，但近年来欧盟却遭到了来自其他６个成员国越来越多的批评。今年早些时候，美国总统奥巴马宣布２０１１年前，美国将把对ITER的资助减少４０%，至８亿美元。而俄罗斯的聚变研究人员Velikhov也抱怨说“ITER项目整个进展太慢，尤其是被某些成员拖了后腿”，在他眼中“欧盟成为了ITER的软肋”。
