2020年7月28日，位于法国圣保罗勒杜兰斯的国际热核实验反应堆(ITER)，用于安装插入“托卡马克”核聚变机的真空室部件的预组装架。克莱门特MAHOUDEAU /盖蒂图片社
早在1925年，英国天体物理学家阿瑟·爱丁顿(Arthur Eddington)就发表了一篇论文，他在论文中提出，像太阳这样的恒星是由聚变反应提供能量的，在聚变反应中，氢原子核结合形成氦。到了20世纪50年代，科学家们已经开始思考人类如何利用这一过程来产生大量的能源[来源:Arnoux］.
从那时起，核聚变的潜力一直让梦想家们赞叹不已。一克聚变反应所需的氢同位素可以产生相当于11吨(近10吨)煤的能量[来源:Clynes］.传统的核反应堆利用裂变反应，铀原子在裂变反应中分裂，而核聚变反应堆不会产生大量的放射性废料。(它的副产品是惰性气体氦。)它也会更安全，因为核聚变能源的生产不会基于连锁反应，所以它不会失控，也不会发生熔毁[来源:国际原子能机构］.
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即便如此，聚变能长期以来仍是一个难以捉摸的未来愿景，这在很大程度上是因为，要在不消耗比过程产生的更多能量的情况下，人工复制地球上为恒星提供能量的熔炉是复杂和困难的。极端的温度和压力需要克服通常排斥氢原子的力量，而不是让它们结合原子核[来源:Valich］.
尽管如此，科学家们近年来在使核聚变最终成为现实方面取得了重大进展。“核聚变背后的大多数关键物理问题都得到了解答，”托马斯说Overton写道在能源行业出版物《Power》2020年的一篇文章中。2010年，包括美国、中国、欧盟、印度、俄罗斯、日本和韩国在内的一些国家开始建设ITER，该设施预计将在2025年充分完工，开始“首次等离子体”试验。如果一切进展顺利，到本世纪30年代中期，ITER将展示其产生所需能量10倍的能力。虽然ITER不会发电，但它可以为未来的核聚变工厂铺平道路。ITER］.
在这篇文章中，我们将学习核聚变，并看看ITER反应堆将如何工作。