聚变科学与工程：面向未来能源的国家战略与卓越人才培养高地

聚变能是人类社会迈向能源自由的“终极梦想”，也是我国“十五五”规划中抢占未来产业制高点的战略必争之地。复旦大学现代物理研究所紧扣国家能源安全与高水平科技自立自强的时代命题，以前瞻视野和战略定力布局聚变科学与工程方向，致力于在紧凑型强磁场托卡马克技术路线上实现从基础研究到工程验证的系统性突破。我们汇聚了一支由战略科学家领衔、涵盖等离子体物理、高温超导磁体、人工智能控制与聚变工程技术等全链条的国际化研发团队，以自主设计建造的 “晨光”全高温超导强磁场托卡马克装置为核心枢纽，矢志走出一条更清洁、更安全、更具工程可行性的“氘-氦3”聚变能源新路。在这一征程中，我们率先提出并践行 “AI原生”的聚变研发理念——将人工智能深度嵌入装置设计、等离子体控制、数据获取与物理分析的每一个环节，从源头构建数据驱动与物理认知相融合的新型研究范式，让AI成为聚变科学发现与工程创新的“原生引擎”。围绕这一核心使命，我们规划了 “晨光—朝阳—恒晖”三代装置递进发展战略，计划用12年左右时间，从科学实验验证到工程示范再到商业应用，最终实现“氘-氦3”聚变净能量增益的目标，奠定基本“不涉核”的小型化聚变电站的科学与工程技术基础。

这是一条充满挑战却意义非凡的探索之路，也是一条带动多学科交叉融合与前沿技术集群突破的创新之路。在磁约束聚变领域，我们聚焦托卡马克装置的核心科学与工程问题，系统开展等离子体平衡与稳定性控制、高温等离子体约束与输运机制、聚变堆材料辐照效应、智能化控制运行以及强磁场磁体工程等关键研究，致力于破解从装置设计建造到稳态运行的全链条技术难题。特别地，人工智能与聚变科学的深度融合是本方向的核心特色之一：我们通过机器学习方法探索等离子体破裂预测与主动规避、基于强化学习的托卡马克智能控制、高温超导磁体性能的AI辅助优化设计以及聚变大科学装置数据的知识挖掘与物理发现，构建面向聚变研发全流程的智能化支撑体系。在激光惯性约束聚变领域，我们同样保持高度关注并开展前瞻性研究布局，探索激光驱动聚变点火、等离子体不稳定性抑制以及高重频激光驱动等前沿科学问题，与磁约束路线形成互补，共同推动聚变能研究的全面突破。“晨光”装置的建设和运行，不仅旨在验证强磁场约束下高温等离子体的稳态运行机制，更将系统攻克一系列关键科学与工程技术难题。围绕这一核心任务，我们重点布局了多个具有重大战略需求的前沿技术方向：高温超导强场磁体技术的突破将决定紧凑型聚变装置的工程可行性，为聚变能迈向商用提供核心硬件支撑；硼中子俘获治疗（BNCT）系统的研发将聚变中子源技术拓展至精准医疗领域，有望实现对复发性、难治性肿瘤的突破性治疗；吸气式等离子体电推进技术面向超低轨卫星的长期在轨运行需求，为航天强国建设提供关键动力方案；高性能金刚石材料等离子体制备技术则致力于突破宽禁带半导体材料的高端制造瓶颈。此外，聚变研究的持续深入还将牵引超导应用、低温工程、大功率电源、先进诊断、核技术应用等多个衍生学科蓬勃发展，形成辐射效应显著的交叉学科集群。这些方向既根植于聚变等离子体物理的基础研究，又延伸至能源、医疗、航天、材料等国家战略性领域，充分彰显了聚变科学与工程作为前沿交叉学科的强大辐射力与牵引效应。我们坚信，可控核聚变的突破及其衍生技术的集群式发展，将从根本上重塑世界能源版图与高端产业格局，为我国赢得未来全球科技竞争的战略主动权提供不可替代的支撑。

在这里，科学前沿与国家使命深度交织，大科学装置与卓越人才培养同频共振。我们不仅求解极端高温等离子体的物理难题，更将科研阵地打造为顶尖科技人才的“梦想工场”。依托大科学装置的真实运行场景和深度产教融合的校企联合实验室，我们实施 “聚变领军班”本硕博贯通培养计划，推行“教室就在装置旁，论文写在大地上”的实战育人模式。每一位学生都将深度参与装置实验与工程实践，在解决真实科研问题的过程中完成从知识积累到能力跃迁的蜕变。

我们坚信，未来引领全球聚变能源事业的战略科学家与总工程师将从这里启航——他们既拥有穿透物理本质的深邃洞察力，又具备驾驭大科学工程的卓越实践力，更胸怀以清洁能源照亮人类未来、以科技自立支撑民族复兴的家国担当。选择聚变科学与工程，就是选择与国家战略同向而行，在引领人类能源革命、缔造无限未来的伟大征程中书写无愧于时代的青春华章。