三是等離子體與材料相互作用問(wèn)題,。聚變堆運(yùn)行期間,，一些攜帶高能量的粒子可能突破磁場(chǎng)的約束，撞擊在聚變裝置的內(nèi)部部件上,，對(duì)這些部件材料造成威脅。同時(shí),，如果聚變堆運(yùn)行期間發(fā)生的粒子與材料相互作用在等離子體邊緣產(chǎn)生大量雜質(zhì),，這些雜質(zhì)會(huì)稀釋燃料離子的濃度，使聚變等離子體性能顯著下降,，聚變功率難以穩(wěn)定維持,。

四是阿爾法粒子物理問(wèn)題。阿爾法粒子是氘氚聚變的帶電粒子產(chǎn)物氦（攜帶3.5百萬(wàn)電子伏特能量）的別稱,。目前,，由于長(zhǎng)期缺乏合適的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)開(kāi)展相關(guān)實(shí)驗(yàn)，燃燒等離子體阿爾法粒子物理研究深度還不夠,，相關(guān)的科學(xué)問(wèn)題還需要在氘氚聚變實(shí)驗(yàn)裝置上進(jìn)一步驗(yàn)證,。

五是大尺度磁流體不穩(wěn)定性和大破裂控制問(wèn)題。聚變等離子體中還存在大量的不穩(wěn)定性,，這些“不穩(wěn)定性因素”會(huì)在不同程度上破壞核聚變反應(yīng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行,。

探索交叉領(lǐng)域

人工智能嶄露頭角

近年來(lái)，為開(kāi)展“穩(wěn)態(tài)自持燃燒”問(wèn)題的研究，國(guó)際上各大裝置實(shí)驗(yàn)向著更高參數(shù)邁進(jìn),。我國(guó)的中國(guó)環(huán)流系列,、東方超環(huán)等可控核聚變裝置運(yùn)行不斷取得突破，如國(guó)內(nèi)當(dāng)前規(guī)模最大,、參數(shù)能力最高的中國(guó)環(huán)流三號(hào)首次實(shí)現(xiàn)100萬(wàn)安培等離子體電流高約束模運(yùn)行,，創(chuàng)造我國(guó)磁約束聚變裝置運(yùn)行紀(jì)錄。2023年在歐盟與日本合建的當(dāng)前規(guī)模最大托卡馬克JT—60SA上也實(shí)現(xiàn)了100萬(wàn)安培等離子體放電,。2025年1月,，東方超環(huán)創(chuàng)造了1066秒的高約束模等離子體運(yùn)行紀(jì)錄。

近年來(lái),，人工智能在可控核聚變研究領(lǐng)域展現(xiàn)出強(qiáng)大的賦能作用,。深度學(xué)習(xí)、擴(kuò)散模型等前沿技術(shù)被應(yīng)用于高精度等離子體模擬程序的加速計(jì)算等場(chǎng)景,，帶來(lái)技術(shù)突破,。

2019年，哈佛大學(xué)與普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì),，使用在美國(guó)運(yùn)行的DIII—D托卡馬克裝置上訓(xùn)練出的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型,，以超過(guò)90%的正確率預(yù)警了JET裝置的破裂事件。2022年,，谷歌旗下DeepMind團(tuán)隊(duì)與瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院合作使用強(qiáng)化學(xué)習(xí)智能體在TCV托卡馬克上實(shí)現(xiàn)了限制器,、常規(guī)偏濾器、先進(jìn)偏濾器甚至雙環(huán)等離子體位形的控制,。2024年,，韓國(guó)中央大學(xué)與普林斯頓等離子體物理實(shí)驗(yàn)室的研究團(tuán)隊(duì)使用深度學(xué)習(xí)方法，在KSTAR與DIII—D托卡馬克上成功預(yù)測(cè)了撕裂模不穩(wěn)定性的增長(zhǎng)概率,，并結(jié)合強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法,，在提升等離子體比壓的同時(shí)對(duì)撕裂模增長(zhǎng)概率進(jìn)行控制。