2025年10月，美国和德国分别发布核聚变发展战略，以加快核聚变的商业化进程。美国能源部（DOE）发布《核聚变科学与技术路线图》^[1]，提出了至2035年加速聚变能商业化的十大行动。美国智库“特别竞争研究项目”（SCSP）发布《迈向核聚变未来：为美国的未来提供动力》报告^[2]，提出推进聚变能商业化的政策建议。德国政府推出《核聚变发电行动计划》^[3]，旨在加快推进核聚变能从科学探索迈向工程化和商业化。

一、美国《核聚变科学与技术路线图》

10月16日，DOE发布《核聚变科学与技术路线图》，提出以“建设—创新—增长”为核心的战略框架，规划十大关键行动以加速核聚变的研发与商业化，并明确六大核心挑战领域关键里程碑，目标在2030年代中期实现核聚变商业化发电。

1、十大关键行动

（1）建设核聚变科学与技术基础设施。加快核聚变科研与工程基础设施建设，弥补核聚变能源科学顾问委员会（FESAC）长期研究计划所确定的关键科学驱动领域中的技术缺口，主要包括以下7个方面的行动：建设关键设施用于开展排气系统以及等离子体/高热流测试相关研究；解决低技术成熟度（TRL）阶段的关键问题，如氚提取、材料兼容性测试以及低通量条件下的废气处理等；通过维护、升级并完成一系列关键实验设施，推动惯性约束核聚变的发展；大力推进氘-锂剥离方法、散裂与核聚变方法等方向的短期研发缺口的攻关工作；建设并投入运行一批小型至中型测试台，包括非核包层部件测试设施以及与多功能包层系统集成的中子源；推进建设“集成激光系统验证装置”；建成一系列中小型氚燃料循环与包层系统测试平台，以解决路线图所定义、并结合产业需求确定的关键科学与技术问题；托卡马克研究将聚焦于集成验证实验，力求解决长期以来高性能等离子体核心与耐受边界区耦合的难题。

（2）打造人工智能-核聚变数字融合平台。建设人工智能驱动的核聚变数字融合平台，以加速持续燃烧等离子体的实现及材料研发，推动核聚变燃料循环闭合与核聚变能利用，关键研究优先事项主要包括5个方面：扩展基于高性能计算代码数据的替代模型与降阶模型开发；加强与“美国科学云”计划的协作，推动数据驱动型科研工作流程及元数据标准建设；探索利用人工智能/机器学习方法加速高性能计算数值算法；研发基于人工智能的数字孪生技术，将物理装置信息与模块化综合仿真工具相融合；应用人工智能/机器学习方法优化设施与实验设计。

（3）推动创新性与变革性研究。在关键创新与颠覆性技术领域开展研究，以降低依赖传统核聚变路径所面临的技术与工程风险，主要内容包括4个方面：仿星器；液态金属等离子体接触部件，包括分流子模块、蒸汽箱及多孔介质传输液态金属等离子体接触部件等；替代聚变概念，包括磁镜、剪切流稳定Z箍缩核聚变等；测量技术创新，如等离子体控制与性能验证、核聚变靶球塌缩过程监测、驱动系统状态评估及创新靶跟踪与测量技术。

（4）迈向具有成本竞争力的核聚变电站。综合考虑多种新兴核聚变概念与技术方案，力求以最低资本成本、在最短时间内实现核聚变电站的建成与运行，部分关键问题包括：高核聚变增益装置所需的高能粒子与燃烧等离子体物理；等离子体-材料相互作用及排气部件的材料选择；维持无破裂、高功率密度稳定运行所需的输运与稳定性物理；低长宽比物理机理。

（5）扩大公私合作伙伴计划。设计并实施公私合作模式，以共同降低关键科学与技术风险，推动核聚变能商业化进程。目前已支持“核聚变能源创新网络”和“里程碑式核聚变能源发展计划”两项主要核聚变公私合作计划，2026年将正式实施两项新的公私合作试点计划——“私营设施研究计划”和“核聚变桥计划”，以进一步壮大美国核聚变生态体系。

（6）培育核聚变供应链体系。利用基础性与支撑性科研成果，结合先进测试平台，建立面向核聚变产业的供应链体系，主要内容包括：推动核聚变设备制造商的多元化与能力拓展，形成能够提供关键系统的产业集群，如燃料循环用氚包层系统、加热用陀螺管系统、燃料注入用颗粒喷射系统，以及适用于核聚变电站的先进诊断系统等。

（7）培育人才与构建核聚变人力资源通道。通过产学研合作，融合基础设施建设与培训、教育及多层次人才培养机制，培育未来核聚变领域专业人才，围绕区域协作培养、与公私立大学合作以及与地方/州政府合作三大目标，建立区域性教育与培训中心，推动核聚变人才本地化；科研链路贯通，加强高校与DOE国家实验室的联合；产学研融合，建立高校与私营部门间的合作机制。

（8）借鉴先进核能研发与部署经验。加强与先进核能研究、开发与部署工作的战略协调，促进核能与核聚变技术的协同发展，主要内容包括：高温耐辐射合金的先进制造；应力腐蚀裂纹测试与测量方法学；耐久、抗腐蚀的熔融金属及熔盐系统部件设计与验证。

（9）支持聚变能实际应用路径。扩展测量技术创新及其他科研活动，推动核聚变在更广泛层面的部署与应用，主要包括：建设适度化的核聚变监管与防扩散体系，扩展“测量创新计划”，重点支持氚测量与核算技术研发，以在确保安全与防扩散的同时，减少创新的制度性阻力；通过技术创新缩短核聚变广泛部署时间表，特别针对核聚变废物流管理的关键挑战。

（10）规划核聚变商业化过渡路径。制定向应用型机构转化的过渡阶段规划，并建立关键指标体系，用于评估商业化就绪程度与推进时机，同时组建能源部核聚变能源与创新办公室，将一系列关键指标作为其成熟的标志：验证可靠且可扩展的燃烧等离子体平台；建立多层级测试与研发平台体系；建设大规模核聚变制造与测试设施。

2、六大核心挑战领域关键里程碑

（1）结构材料科学与技术

近期（2~3年，下同）：制定低活化铁素体/马氏体钢与钒合金的加速资格认证路径，目标在四年内完成完整数据集；启动基于人工智能与高性能计算的集中化材料数据战略，并利用裂变研究设施；建立国内工业能力，支持多吨级低活化铁素体/马氏体钢和500公斤级钒合金生产；建设耐腐蚀与高热流测试装置。

中期（3~5年，下同）：完成辐照实验与事后检查，确定低活化铁素体/马氏体钢与钒合金在约10 dpa辐照下的可允许参数；定量研究氦致脆化阈值与高温蠕变疲劳极限；建立关键合金的氚滞留与渗透综合数据库；利用散裂/裂变源与“聚变创新研究与教育协作计划”（FIRE）加速数据集整合。

长期（5~10年，下同）：在核聚变原型条件下验证构件在中子、热与氚载荷下的性能；将核聚变特定的材料允许值纳入美国机械工程师学会（ASME）标准体系，采用经验证的小样本方法；部署预测性多尺度建模与设计工具；实现厚截面及增材制造构件的国内生产资质认证；验证现有设施性能并扩展国内测试基础设施。

（2）等离子体相互作用

近期：启用材料等离子体暴露实验装置（MPEX）开展等离子体暴露实验，并启动国内高热流配套测试；建立钨-铜类材料的数据库，涵盖循环、瞬态及边缘局域模（ELM）类载荷；定量研究侵蚀-再沉积、裂纹与热冲击极限；开发基于物理-CAD耦合的偏滤器设计工具，推进惯性核聚变液态壁早期建模。

中期：实现具备分离排气与约束保持的综合偏滤器运行；推进液态金属系统研究，评估流动稳定性、磁流体动力学效应及氚回收性能；测试钨与铜合金原型的疲劳、蠕变与热机械耐久性；利用人工智能筛选新型低侵蚀、低氚滞留材料。

长期：验证钨基与液态金属部件的性能；展示部件级耐久性，重结晶抗性、裂纹阈值与嬗变效应；制定性能标准，关联辐照、等离子体-材料相互作用及力学数据；运行连续流动液态壁系统，验证稳定性、杂质控制与氚回收，为核聚变电站应用做好准备。

（3）约束方式推进与核聚变性能提升

近期：扩展惯性约束核聚变平台的使用，用于验证驱动-靶耦合与减轻激光-等离子体不稳定性；验证托卡马克与螺旋器的偏滤器与排气设计；开展稀土钡铜氧化物（REBCO）高温超导材料磁体辐照实验，评估性能与标准。

中期：实现持续聚变增益（Q>1），并向α粒子主导等离子体的Q>5迈进；开发高重复频率惯性约束核聚变（IFE）驱动器与单束示范装置，建设激光实验能力；实现螺旋器实时三维控制；研制高温超导磁缆/线圈与抗辐射诊断系统，部署数字孪生进行情景建模与预测控制。

长期：构建具有不确定性量化的预测性模型；展示高性能核心与稳定偏滤器在托卡马克与螺旋器中的耦合运行；实现稳态驱动系统在全占空比高效率条件下运行；建立面向电站的IFE靶系统，整合国际热核聚变实验堆（ITER）、SPARC聚变装置、DIII-D国家聚变设施、国家球形环面实验升级版（NSTX-U）等设施的经验，形成经验证的工具。

（4）燃料循环与氚处理

近期：建立核聚变电站级燃料循环目标（氚增殖率TBR>1.1），实现连续子系统运行与杂质受限设计；推进固体与水体去氚材料与化学体系研究，集成真空泵与杂质控制系统；制定副产物管理框架与更新的氚核算标准；扩展国内氘/氢回路与非核测试平台，利用UNITY-2氚研究设施、H3AT氚先进技术设施等设施开展子系统验证。

中期：具有氚兼容性的真空泵与杂质容忍系统实现中试规模通量；实现低库存、高氕去除与清晰核算的同位素分离与平衡；验证富氚废气流直接内循环系统，确保稳定高效运行；建立实验-控制耦合的燃料供给模型；建设国内燃料循环核测试设施。

长期：展示具自持氚循环的综合燃料系统，支持电站早期连续运行；验证氚库存与排放的实时测量与核算系统；认证先进的同位素存储与加注系统，并实现闭环控制与数字孪生建模；建立集成包层-燃料循环测试平台，实现氚增殖、提取与燃料补给的核聚变相关条件验证。

（5）包层科学与技术

近期：建立开放标准化数据库，涵盖热物性、腐蚀、氚及力学属性；定义抗辐射传感体系的最小诊断架构；运行铅锂合金/氟化锂铍盐腐蚀测试装置并筛选渗透屏障涂层；启动高场磁流体动力学（MHD）测试回路，整合材料、流动与磁设计数据。

中期：推进包层概念至TRL 4~5，验证MHD缓解、流道内衬与歧管设计；填补中子学数据空白，纳入多尺度建模；展示回路规模氚提取系统的实时监测与质量平衡验证；建立功能材料数据库并建设国内燃料循环核测试设施。

长期：提供经验证的氚滞留、渗透与回收一体化模型；建立包层-燃料循环-等离子体集成模拟体系，量化不确定性；建立中子辐照测试平台，生成功能材料与组件的资质数据；TRL-7综合包层系统（TBR>1.1）示范，实现高效除热与可维护性。

（6）核聚变工程与系统集成

近期：建立集中标准化数据库；发布通用验证与确认/不确定性量化框架，支持可追踪建模；连接人工智能与高性能计算到主要实验设施，推动实时数字孪生能力；制定指标、可用性目标与可维护性设计指南。

中期：支持辐照材料的模块化更换；扩展失效模式分析以制定可靠性目标；建立维护仿真与可靠性数据库，为预测性维护提供数据支撑。

长期：认证诊断与防护系统，采用抗辐射传感技术；实现稳态与高重复率系统的自动控制与远程操作；验证闭式布雷顿/朗肯循环；部署模块化数字孪生平台，结合实时数据、仿真与预测诊断，用于电站设计。

二、美国《迈向核聚变未来：为美国的未来提供动力》报告

10月9日，特别竞争研究项目（SCSP）牵头的核聚变能源规模化委员会发布《迈向核聚变未来：为美国的未来提供动力》报告，提出系统性政策建议。

1、将核聚变列为国家安全优先事项。建议总统发布行政令，正式将核聚变列为保持美国国家安全与能源主导地位的关键领域，确立美国在核聚变商业化方面的雄心目标。行政令应包括以下核心内容：由DOE牵头执行国家核聚变目标，在2028年底前推动美国境内开工建设两个以上核聚变示范电站；向国家实验室、DOE公共用户设施以及大学项目提供充足的资金与人员支持，确保美国在核聚变科学领域保持领先；制定关于竞争对手国家核聚变项目的年度情报评估，发布自愿性网络安全计划，防范美国核聚变企业知识产权遭窃风险；建立核聚变技术出口加速审批程序，支持美国技术抢占全球市场；绘制全球核聚变产业供应链图谱，识别潜在脆弱环节并提出应对方案，化解本次评估所发现的供应链风险。

2、投入100亿美元推动核聚变商业化进程。重点支持3个方面的工作：建设面向商业化的研发设施，用于弥补关键核聚变部件和系统的科学与技术差距；全额支持并扩大现有商业化导向项目与伙伴关系，特别是旨在降低私营部门示范堆工程设计风险的公私合作伙伴关系；在里程碑计划中新增“示范级”支持层，降低由产业主导的示范核聚变发电站的建设风险，并将联邦资金贡献比例上限设为50%。

3、强化监管、供应链与人才体系。在核聚变能源迈向工程化的进程中，从监管、供应链与人才体系等方面应做好3个方面的工作：美国核管理委员会应进一步探索批量化制造场景的许可路径，并推动国际机构采纳类似框架，使美国能向全球客户出口核聚变技术；利用税收抵免推动美国本土发展关键核聚变技术供应链，利用DOE贷款项目办公室支持这些能力建设，并扩大美国在稀土等关键原材料的商业生产能力；到2030年，每年为DOE支持的核聚变研究培养100名研究生和100名博士后。

三、德国《核聚变发电行动计划》

10月1日，德国内阁批准了《核聚变发电行动计划》，到2029年将投资超过20亿欧元用于核聚变研究、建立科研基础设施和开发试点项目，目的是建立德国首座核聚变电站，加速核聚变商业化。该行动计划是德国联邦研究、技术和航天部（BMFTR）今年7月发布的《德国高科技议程》中的一项旗舰措施，后者将核聚变确立为德国未来六大关键技术之一。《核聚变发电行动计划》确立了德国建设核聚变电站的8个行动领域和措施。

1、加强科研经费投入。联邦政府将通过竞争性程序资助聚变研究，以克服现有的自然科学和技术挑战，在本立法期内将“核聚变2040”和能源研究计划下的资金总额增加至17亿欧元（约合140亿元人民币）。其中，技术联合研究及生态系统建设的资金将从2025年的4500万欧元逐年增加至2028年的2.5亿欧元。此外，到2029年将资助高达7.55亿欧元用于建设科研基础设施。总计到2029年，联邦政府将为聚变能资助超过20亿欧元。

2、构建核聚变生态系统。推动由科学界和工业界组成的核聚变生态系统发展，支持技术转让和核聚变电站价值链发展。主要包括：政府欢迎聚变企业在德国的活动，并通过“聚变导向中心”促进合作；推动建立汇聚科学与工业专有技术中心（能力与卓越中心）作为创新孵化器，相关资助公告将在2026年第一季度末前发布；支持研发工作、保护知识产权以及初创企业，通过税收优惠予以支持，并审查是否利用欧洲共同利益重要项目（IPCEI）来支持聚变技术。

3、推进科研基础设施和技术示范。政府将为核聚变示范电站建设提供科研基础设施和技术示范设施，包括：扩建磁约束核聚变设施，并审查是否资助一个工业技术示范装置，以保持德国在仿星器研究中的领先地位；开发激光约束核聚变科研基础设施和示范设施，以赶超国际顶尖研究，将支持两条路线并行发展：一是开发用于发电的千焦级功率激光器，二是研究激光聚变点火方案。

4、技术人员培训和进修。推动技术人员培训和再教育，资助高校聚变青年小组以吸引国际顶尖人才，与工业界合作设立核聚变创新奖以激励杰出学生。

5、促进公众参与。通过网站、活动、社交媒体及学校教材等渠道，确保公众获取核聚变研究信息，保障其知情权。

6、完善《辐射防护法》。联邦政府将确保在2026年完成《辐射防护法》修订所需的立法程序，并审查建立聚变能“应用创新实验室”的可能性，将其作为创新技术的测试平台。

7、知识产权和标准化。政府将保护知识产权，并支持国际规范和标准化。

8、国际战略合作。与欧盟成员国、美国、英国、日本和加拿大等拥有共同价值观的伙伴建立并加强双边和多边伙伴关系；审查参与国际聚变材料辐照设施演示中子源（IFMIF-DONES）项目，以保持在聚变材料开发方面的领先地位，并继续致力于ITER计划；制定国际标准和贸易指南，为核聚变技术出口铺平道路，并防止技术泄露。

（李倩 岳芳）