在人类探索清洁能源的征程中，可控核聚变被视为“终极答案”。这项技术通过模拟太阳内部的核聚变反应，让氘核与氚核碰撞生成氦核和中子，释放出比汽油高2500万倍、比铀-235裂变高4倍的能量。由于反应过程不产生长寿命放射性废物，且燃料氘可从海水中提取，可控核聚变被寄予厚望，成为解决能源危机的关键方向。
要实现可控核聚变，核心挑战在于约束高温等离子体。目前主流的约束方式有三种：引力约束、惯性约束和磁约束。其中，磁约束因其技术成熟度最高，成为商用核聚变的首选方案。托卡马克装置作为磁约束的代表，通过磁场将上亿摄氏度的等离子体“悬浮”在真空腔内，避免其与容器壁直接接触，从而解决材料耐高温的难题。
托卡马克的“磁场麻花”技术，本质是利用超导磁体产生强大的螺旋形磁场，将等离子体束缚在环形轨道中。这种设计既防止了高温等离子体与容器壁的直接接触，又通过磁场压力维持了等离子体的稳定性。然而，要实现经济可行的核聚变发电，托卡马克必须突破“三高”瓶颈：高温、高压和高约束时间。
第一道难关是“高温”。核聚变反应需要核心等离子体温度达到一亿摄氏度，远超现有材料的耐热极限。科学家通过磁场将等离子体“吊”在真空腔中心，使容器壁仅需承受几百摄氏度的低温，从而解决了材料熔毁的问题。这一设计如同将太阳“关进冰箱”，让周围环境保持安全。
第二道难关是“高压”。要提高聚变反应效率，需在有限体积内增加粒子密度，这意味着必须提升等离子体的压强。衡量这一能力的关键指标是β值（等离子体压强与磁场压强之比），只有当β值超过5%时，核聚变才能经济发电。为提升β值，科学家从磁场和几何构型两方面入手：一方面，我国研制的全REBCO高温超导磁体在液氦浸泡条件下产生了26.8T的中心磁场，使功率密度提升16倍；另一方面，球形托卡马克和球马克的设计通过优化几何形状，进一步提高了功率密度。
第三道难关是“高约束时间”。即使实现了高温高压，等离子体仍可能因不稳定性而快速冷却或形态破裂。早期托卡马克的约束时间仅为毫秒级，近年来虽突破百秒级，但距离实用化的“小时级”稳定运行仍有巨大差距。聚变反应产生的高能中子会持续轰击装置内壁，要求材料具备“自我愈合”能力或可在线更换，这对材料科学提出了更高要求。
科学家将“高温”“高压”“高约束时间”三个指标综合为一个公式——聚变三乘积，即粒子密度、约束时间与反应堆温度的乘积。当这一数值超过5×10²¹ m⁻³·s·keV时，反应堆的能量输出将大于输入，达到“点火条件”（劳逊判据）。只有满足这一条件的装置，才具备商业化潜力。
目前，全球多个核聚变装置正朝着劳逊判据冲刺。1997年，欧盟的JET反应堆首次达到1.5×10²¹的量级，次年实现了5秒燃烧，但时间过短且未验证氚增殖。2025年，中国的EAST装置在5×10¹⁹的三乘积下实现了1066秒高约束无氚燃烧，为带氚燃烧实验奠定了基础。国际热核聚变实验堆（ITER）等主流项目计划在2030年前满足劳逊判据，人类离“太阳在冰箱里发光”的梦想仅剩一步之遥。
从1.5×10²¹到1×10²²，人类用了30年；而从1×10²²到商业堆，可能还需20年。每一次技术突破，都在让可控核聚变的商业化更近一步。当下，我们正站在点火前夜——劳逊判据不是终点，而是商业聚变时代的起跑线。
