近日，作为日欧联合推进和平利用核聚变能源的核心项目——全球最大超导托卡马克装置JT-60SA，相继与美国通用原子公司（General Atomics）、美国能源部（DOE）下属普林斯顿等离子体物理实验室（PPPL）达成技术合作协议。这次合作不仅是首次引入日欧以外的核心技术力量，更是希望通过整合顶尖诊断设备与科研资源，为2026年装置重启后开展一系列的等离子体研究奠定基础，进而推动全球核聚变能源商业化进程。
一、JT-60SA装置
JT-60SA是日本和欧洲基于“Broader Approach”计划框架下的核心合作成果，定位是国际热核聚变实验堆（ITER）投用前性能最强的超导托卡马克装置，主要是围绕装置稳定性控制、髙能粒子行为、物理学理论、等离子体材料相互作用、聚变工程、理论模型和仿真代码等方面进行研究，目标通过补充性研发来解决ITER和DEMO的关键物理问题，探索聚变发电厂建设的最佳条件。
二、合作范围
本次就JT-60SA项目与美国两方的合作，均聚焦于装置“等离子体诊断系统”——这一系统是监测等离子体温度、粒子流动、杂质密度及高能粒子动态的核心工具，直接决定核聚变反应稳定性与效率的研究精度。
在与PPPL的合作中，后者将为JT-60SA提供重达4吨的“X射线成像晶体谱仪（XICS）”。该设备通过检测等离子体发射的X射线，同步获取粒子温度、流动速度、杂质密度等关键参数，且搭载了PPPL独家研发的先进校准系统，即便在等离子体密度与温度剧烈变化时，仍能保持测量数据的高精度。
据PPPL高级项目负责人Luis Delgado-Aparicio介绍，这是美国科研机构首次将设备直接接入JT-60SA，预计将在2026年年初完成安装，并在夏季启动数据采集。值得关注的是，PPPL在等离子体诊断领域拥有20余年技术积累，其XICS系统已成功应用于日本LHD、德国Wendelstein 7-X等国际顶尖装置，技术成熟度得到全球认可。
而与GA的合作则填补了JT-60SA在“高能粒子研究”领域的空白。按照协议，GA将提供一款基于前沿技术开发的“高能粒子诊断设备”，通过测量“快离子氘阿尔法辐射”（Fast-Ion Deuterium-Alpha emissions），解析核聚变等离子体中高能粒子的动态变化，如分布、输运与损失行为等等。
作为等离子体加热、电流驱动及装置整体性能的“能量与动量核心来源”，高能粒子的行为研究对优化核聚变反应效率至关重要。该设备预计将在2026年JT-60SA启动的等离子体加热实验中投入使用，GA专家团队还将同步参与设备操作与数据共享，与日欧科研人员联合开展分析。
三、未来展望
从技术价值看，PPPL的XICS系统保障了等离子体基础参数的精准监测，GA的设备则聚焦高能粒子这一关键研究维度，二者形成“基础监测+专项研究”的互补格局，为JT-60SA探索新等离子体行为、验证未来发电厂技术概念提供了完整数据支撑，也为后续更大规模的核聚变项目合作提供范本。
这两项合作的落地，也标志着JT-60SA的研发网络从日欧双边扩展为“日欧美”三方协同。
参考链接：
- https://www.qst.go.jp/site/news/20251011-1.html
- https://www.pppl.gov/news/2025/world%E2%80%99s-largest-superconducting-fusion-system-will-use-american-technology-measure-plasm