核聚变能源被视为破解人类能源困局的关键钥匙，其原料可从海水中提取的氘元素中获得，理论上能提供近乎无限的清洁电力，且不会像核裂变那样产生长期放射性废料。全球科研界为此已奋斗七十余载，美国与日本作为早期探索者，虽投入巨大资源，却在稳态运行这一核心领域被中国后来居上。
回溯历史，美国与日本在核聚变研究领域曾占据先机。上世纪四十年代末至五十年代，两国便开始接触相关概念。1960年代苏联T-3装置取得突破后，美日迅速跟进。1982年，美国普林斯顿大学建成TFTR托卡马克装置，运行至1997年，期间创下1600万瓦聚变功率和5.1亿度等离子体温度的世界纪录。日本则从1985年起运行JT-60系列装置，1997年获得当时最高的聚变三乘积指标。这些大型装置积累了海量数据，为后续ITER国际合作项目奠定了基础。与此同时，欧洲的JET装置也在此期间投入运行，四大装置一度构成全球核聚变研究的核心力量。
然而，进入九十年代后期，美日的研究进程逐渐放缓。TFTR装置因预算压力于1997年退役，美国将研究重心转向超导方向以外的短期项目；日本JT-60虽持续升级，但受经费限制，大型改造进展迟缓，直至2023年才实现首次等离子体，目前仍在为2026年的正式实验做准备。西方国家科研体系常受资本逻辑与短期回报驱动，长期基础研究投入波动较大，ITER项目本身也多次延期，预计2039年才能进入燃烧等离子体阶段。这些因素导致美日在稳态长脉冲运行领域的优势逐渐被削弱。
相比之下，中国虽起步较晚，但凭借战略定力与持续投入实现了跨越式发展。1950年代末，中国开始小型聚变装置试验，1970年代初进入规范化研究阶段。1973年，物理学家万元熙从北京大学毕业后加入合肥等离子体物理研究所，将毕生精力投入磁约束聚变研究。他后来担任研究所所长，主导建成了中国第一台超导托卡马克HT-7装置。该装置从1990年代运行至2013年，累计完成上万次放电实验，为后续研究积累了宝贵经验。
1996年，EAST（全超导托卡马克核聚变实验装置）项目正式立项，1998年获批建设，2006年9月28日首次实现等离子体放电，初始电流达200千安培。作为全球首个全超导非圆截面托卡马克装置，EAST从设计阶段便瞄准稳态高约束模式，其预算仅为国外同类设备的几分之一，且国产化率极高。这一装置的建成，标志着中国在核聚变领域正式跻身世界前列。
EAST装置的独特优势在于其超导磁体系统可同时控制环向与极向磁场，从而实现更长的脉冲运行时间。自2016年起，该装置连续取得突破：2016年实现60秒高约束模式运行；2017年7月将稳态高约束等离子体持续时间延长至101秒，温度约5000万度；2021年5月达到1.2亿度运行101秒，同年12月又将高参数长脉冲记录推至1056秒；2023年4月12日，首次实现403秒稳态高约束H模运行，创下当时世界纪录。这些数据不仅验证了ITER项目所需的磁约束技术，更使EAST成为全球核聚变研究的重要测试平台，吸引众多国际科学家前来开展联合实验。目前，中国在ITER项目中承担约9%的任务，EAST的成果为此提供了关键技术支撑。
中国核聚变研究的后来居上，得益于战略连续性与高强度投入。国家将核聚变视为能源安全的长远布局，不受短期经济回报影响，每年投入约15亿美元，约为美国联邦聚变预算的两倍。这种稳定支持使科研团队能够专注于关键技术攻关，如偏滤器热负荷控制、非感应电流驱动、壁处理等领域。同时，EAST装置的成功离不开自主创新：超导磁体、诊断系统、加热注入等核心技术均由国内团队自主研发，知识产权覆盖全装置。相比之下，美日早期装置多采用铜导体，稳态能力有限，后期因资金不足，技术优势逐渐转化为发展挑战。
这一成就的背后，是几代科研工作者的默默奉献。以万元熙为例，他1939年生于四川绵竹，1964年毕业于北京大学，1967年获得博士学位，1973年赴合肥后，数十年扎根实验室，从HT-7到EAST项目总经理，带领团队获得国家科技进步一等奖等荣誉。像他这样的科研人员不胜枚举，他们日夜调试设备、分析数据，推动聚变研究从实验室走向实用化。中国庞大的人口与能源需求形成了紧迫的科研动力，EAST团队数百名工程师与科学家通过持续改进，逐步提升温度、约束时间与密度参数，每一次纪录的刷新都建立在无数次失败与优化的基础上。
2025年1月20日，EAST装置再次取得重大突破：在钨偏滤器加锂注入条件下，稳态高约束等离子体运行时间延长至1066秒，温度接近7000万度，远超2023年的403秒。这一成果直接证明了中国在长脉冲高性能运行领域的领先地位。与此同时，研究所还升级了加热系统功率，优化了等离子体控制算法，为下一步示范电站建设奠定基础。目前，合肥正在推进新一代聚变设施建设，包括计划2027年投入运行的BEST燃烧等离子体实验装置，以及目标2030年代建成的CFETR聚变工程实验堆。这些项目与ITER、HL-3等装置形成技术梯队，共同验证从实验到商用的全链条技术。
从国际竞争格局看，美国私营企业在替代方案领域进展较快，全球私人投资中80%集中在美国，但国家层面的预算投入相对保守；日本与欧洲合作的JT-60SA装置虽是目前最大的运行托卡马克，仍在追赶长脉冲纪录。中国通过举国体制下的持续投入、完整的工业供应链与充足的人才储备，实现了核聚变研究的弯道超车。尽管聚变研究本质上是国际合作事业，中国自2003年加入ITER以来始终开放共享数据，并欢迎美日同行交流学习，但谁能在稳态运行时间与能量增益上取得突破，谁就能更接近实用化清洁电力的目标。中国核聚变的发展历程表明，起步晚并非不可逾越的障碍，坚持长期投入与创新，终能实现领跑。
