在人類探索清潔能源的征程中，可控核聚變被視為“終極答案”。這項技術通過模擬太陽內部的核聚變反應，讓氘核與氚核碰撞生成氦核和中子，釋放出比汽油高2500萬倍、比鈾-235裂變高4倍的能量。由于反應過程不產生長壽命放射性廢物，且燃料氘可從海水中提取，可控核聚變被寄予厚望，成為解決能源危機的關鍵方向。

要實現可控核聚變，核心挑戰在于約束高溫等離子體。目前主流的約束方式有三種：引力約束、慣性約束和磁約束。其中，磁約束因其技術成熟度最高，成為商用核聚變的首選方案。托卡馬克裝置作為磁約束的代表，通過磁場將上億攝氏度的等離子體“懸浮”在真空腔內，避免其與容器壁直接接觸，從而解決材料耐高溫的難題。

托卡馬克的“磁場麻花”技術，本質是利用超導磁體產生強大的螺旋形磁場，將等離子體束縛在環形軌道中。這種設計既防止了高溫等離子體與容器壁的直接接觸，又通過磁場壓力維持了等離子體的穩定性。然而，要實現經濟可行的核聚變發電，托卡馬克必須突破“三高”瓶頸：高溫、高壓和高約束時間。

第一道難關是“高溫”。核聚變反應需要核心等離子體溫度達到一億攝氏度，遠超現有材料的耐熱極限。科學家通過磁場將等離子體“吊”在真空腔中心，使容器壁僅需承受幾百攝氏度的低溫，從而解決了材料熔毀的問題。這一設計如同將太陽“關進冰箱”，讓周圍環境保持安全。

第二道難關是“高壓”。要提高聚變反應效率，需在有限體積內增加粒子密度，這意味著必須提升等離子體的壓強。衡量這一能力的關鍵指標是β值（等離子體壓強與磁場壓強之比），只有當β值超過5%時，核聚變才能經濟發電。為提升β值，科學家從磁場和幾何構型兩方面入手：一方面，我國研制的全REBCO高溫超導磁體在液氦浸泡條件下產生了26.8T的中心磁場，使功率密度提升16倍；另一方面，球形托卡馬克和球馬克的設計通過優化幾何形狀，進一步提高了功率密度。

第三道難關是“高約束時間”。即使實現了高溫高壓，等離子體仍可能因不穩定性而快速冷卻或形態破裂。早期托卡馬克的約束時間僅為毫秒級，近年來雖突破百秒級，但距離實用化的“小時級”穩定運行仍有巨大差距。聚變反應產生的高能中子會持續轟擊裝置內壁，要求材料具備“自我愈合”能力或可在線更換，這對材料科學提出了更高要求。

科學家將“高溫”“高壓”“高約束時間”三個指標綜合為一個公式——聚變三乘積，即粒子密度、約束時間與反應堆溫度的乘積。當這一數值超過5×1021 m?3·s·keV時，反應堆的能量輸出將大于輸入，達到“點火條件”（勞遜判據）。只有滿足這一條件的裝置，才具備商業化潛力。

目前，全球多個核聚變裝置正朝著勞遜判據沖刺。1997年，歐盟的JET反應堆首次達到1.5×1021的量級，次年實現了5秒燃燒，但時間過短且未驗證氚增殖。2025年，中國的EAST裝置在5×101?的三乘積下實現了1066秒高約束無氚燃燒，為帶氚燃燒實驗奠定了基礎。國際熱核聚變實驗堆（ITER）等主流項目計劃在2030年前滿足勞遜判據，人類離“太陽在冰箱里發光”的夢想僅剩一步之遙。

從1.5×1021到1×1022，人類用了30年；而從1×1022到商業堆，可能還需20年。每一次技術突破，都在讓可控核聚變的商業化更近一步。當下，我們正站在點火前夜——勞遜判據不是終點，而是商業聚變時代的起跑線。