世界最大托卡马克JT-60SA启动首次等离子体加热实验的综合试验运行

2026年3月13日，由量子科学技术研究开发机构（QST）与欧洲聚变能组织（Fusion for Energy, F4E）联合建设的世界最大超导托卡马克装置 JT-60SA 正式启动面向等离子体加热实验的集成测试运行。此举标志着该装置从“基础运行验证”迈入“高温高约束性能探索”的关键阶段，为国际热核聚变实验堆（ITER）及未来聚变原型堆提供不可或缺的技术支撑和运行经验。

JT-60SA全景图

JT-60SA的发展并非一蹴而就，而是历经十余年技术积累与国际合作协同推进的成果。回溯其重要节点:

在完成上述关键升级后，JT-60SA如今已具备开展高功率等离子体加热实验的全部硬件条件。新部署的中性束注入（NBI）与电子回旋共振加热（ECRH）系统可提供总计超过40兆瓦的加热功率，目标是在2026年内实现1亿摄氏度以上、持续约100秒的高β等离子体放电。

尤为关键的是，此次集成测试中验证的真空容器内控制线圈技术，将直接用于抑制边缘局域模（ELM）等不稳定性，保护第一壁材料。这一挑战同样是ITER及各国原型堆设计的核心难题。JT-60SA因此成为全球首个在真实工程尺度上验证此类主动控制策略的超导托卡马克，为ITER的稳态运行铺平道路。

集成测试操作 左：中央控制室，右：带电线圈

JT-60SA的独特定位在于其“ITER的卫星装置+原型堆的探路者”双重角色：

⚪支撑ITER：通过模拟ITER运行参数（如等离子体电流5.5 MA、环向磁场2.25 T），提前验证加热、控制与诊断技术，降低ITER运行风险；

⚪超越ITER：聚焦长脉冲、高约束、高β运行，探索未来聚变电站所需的稳态高性能等离子体方案；

⚪人才与技术孵化：作为日欧聚变人才联合培养平台，已吸引数百名科研人员参与，形成覆盖设计、建造、运行、数据分析的完整技术链。

中国作为ITER七方成员之一，深度参与超导导体、电源、诊断等系统研制；同时，国内外科学家在托卡马克物理、材料辐照效应等领域保持长期学术交流。JT-60SA的成功运行，不仅为全球聚变社区提供宝贵数据，也将间接推动其他装置的优化设计。

随着JT-60SA进入加热实验阶段、ITER预计2035年实现首次氘氚燃烧、各国项目加速落地，全球聚变研发已从“科学可行性”迈向“工程可行性”攻坚期。私营聚变公司（如Commonwealth Fusion Systems、Tokamak Energy）亦在小型化、高温超导磁体等方向快速突破。