去年有幸在法国参观了正在建设中的ITER，座谈会上ITER的工程师给我们大致普及了一下当前商用可控核聚变堆面临的一些技术挑战。因为我们是跨专业的听众，给我们讲的时候多少带点科普的性质，有些具体的技术参数我没记录下来。另外我这篇回答里也可能存在一些专业错误，欢迎指正。
（1）材料问题。托克马克装置运行时，反应用的等离子体温度约 1 亿摄氏度，而在等离子体周边提供磁约束的线圈是超导线圈，运行温度为 4k。也就是说这几米厚的隔离层的温度梯度要达到上亿度，这对材料提出了何等残酷的技术要求啊。实际上隔离层也是分层的，各个不同的材料层需要分别运行在 77k、室温等温度下。温度梯度还只是腔体材料面临的诸多技术难关其中之一，甚至都算不上最大的挑战。高能中子冲击可能才是最难应付的，在反应状态下，内层材料会暴露在反应体的高能中子流下，普通材料几乎是瞬间就变性失效了，可以说腔体材料所面临的环境挑战不亚于航天工程。具体的工程难点还挺多，比如也还有材料的氢渗透问题需要解决。
在建中的线圈
（2） 中子源。做聚变研究和腔体材料研究需要用到合格的中子源，（这里提到了对中子源的技术参数指标但我没有记下来），现在全球都还没有符合指标能够用于聚变研究的中子源，对中子源的研究也还处于初级阶段。最近比较有希望的是在日本的中子源研究立项，期待能获得突破。
在建中的主反应体
在建中的壳体
在建中的主反应体楼
（3）氚重生问题。大家提到可控核聚变的原料在海水中就有，非常丰富，这点没错。但实际上自然界中含量丰富的原料是氘，但是氚同位素的含量就极为稀少了。全球天然氚的总储量约为3.7kg，商用氚的主要来源是人工氚，是利用高能中子流轰击锂生成的。氚的价格极其昂贵（约为每克 30000 美元）。聚变反应过程中要消耗氚，因此要实现托克马克装置的连续运转，需要利用高能中子恢复消耗量相同氚。目前氚重生技术仍然面临着重重的技术难关。
