人类的发展历史其实也是人类对地球各种资源利用的历史，从最开始学会使用石器、铜器和铁器，到现在使用石油，天然气等自然资源，人类只用了几千年的历史。随着全世界人口的增多，人类对各种不可再生资源过度的使用，终有一天，这些不可再生资源会随着人类的发展，逐渐消耗殆尽。

世界各个国家都在积极的开发新的清洁能源，比如风能和太阳能，但是这些获取能量的方式比较传统，能量利用率极低，很难满足人类的日常使用。

70多年前，人类成功通过核裂变和核聚变的方式研制出了原子弹和氢弹，紧随其后，人类开始了可控核聚变的研究。可控核聚变也被称为人造太阳，其原因是太阳通过核聚变的方式发光发热，为地球提供能量。由于全球人口的快速增长，对于各种资源的使用越来越多，能源危机逐渐笼罩在全人类的身上。

从第一颗原子弹爆炸到第一个核裂变电站的建成，只用了9年时间。但是从第一颗氢弹爆炸到人类的第一个核聚变电站建成，人类至今还没有实现，由此可见实现可控核裂变与实现可控核聚变的难度不是一个数量级的。

核聚变只有在极高的温度和压力之下才能发生。高温和高压在本质上都是为了增加原子相互碰撞的几率，太阳的核心由于引力的作用压强超过2400亿个标准大气压，而温度却只有1500万度。要想达到太阳那种高压环境，目前在地球上是实现不了的，故现有的方案都是在提高温度上下功夫。

目前的可控核聚变实验的温度一般都要1亿度左右，氢弹的基本原理就是利用原子弹爆炸瞬间制造的高温高压环境引发核聚变，这样的核聚变只需要很短的反应时间，故要实现可控核聚变需要延长反应的时间，控制聚变过程能量的释放。

美国对于可控核聚变的主要研究方向是惯性约束聚变。惯性约束聚变的主要原理和氢弹爆炸的方案类似，把现成的核武器拆分成点火装置和燃料靶标，利用激光照射放置在反应堆中心的燃料小球，使得燃料的温度和压力达到聚变反应的条件，并在极短的时间内反应完毕。其中所谓的惯性约束也就是因为燃料本身存在惯性，在受到高温作用时向外扩散需要一定的时间，只要聚变反应在燃料向外扩散的时间内完成，就不需要设计复杂的聚变反应装置。

中国对于可控核聚变的主要研究方向是磁约束聚变。磁约束聚变的主要目的就是尽可能的延长对于核燃料高温等离子体的约束时间，并最终使得聚变反应在约束的条件下输出的能量超过为引发而输入的能量从而实现自持。主要使用的是全超导托卡马克核聚变实验装置，它的主体结构是一个内部抽真空的圆环，形状像甜甜圈，圆环上缠绕许多的线圈，这些线圈通电以后会在真空室中产生环向磁场。

中国在磁约束聚变领域处于世界领先地位，2021年12月30日晚，全超导托卡马克核聚变实验装置实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这是目前世界上托卡马克装置高温等离子体运行的最长时间。