2020年12月4日14时02分，被誉为“人造太阳”的核聚变装置——华夏2M号（HL-2M）在成都发射升空，并实现首次放电。这标志着我国自主掌握的大型先进托卡马克装置设计、建造和运行技术以及核电研究能力再次取得重大进展。
HL-2M托卡马克反应堆是目前我国最大、最先进的磁约束核聚变实验研究装置。该项目于2009年获得国家原子能机构批准，由中核集团西南物理研究所独立设计建造。科学家们希望这个装置能够释放出强大的清洁能源。它利用强大的磁场来约束等离子体进行核聚变反应。核心温度最高可达1.5亿摄氏度，约为太阳核心温度的十倍。
聚变能有许多潜在的吸引力。首先，它的燃料氢同位素比较丰富。必需的同位素燃料之一：氘，可以从海水中提取。从一升海水中提取的氘在一次完整的聚变反应中释放出来，相当于燃烧300升海水。汽油的能量；另一种同位素燃料：氚，可以通过中子和锂反应产生。地壳和海水中含有大量锂。此外，与传统核反应堆产生的污染物相比，核聚变产生的核废料半衰期极短（管理成本低，发生核泄漏时的总危害较低，只需在5天内撤离）最多一公里），也更安全（如果不保持对核心的束缚，反应就会停止）。
在太阳内部，能量是通过原子核的核聚变产生的。氢原子融合成氦原子。每秒大约有6.2亿吨氢的核聚变放出热量。这就是为什么受控核聚变装置被形象地称为人造太阳。的原因。
核聚变的原理并不神秘。它是由科学家于1920年提出的。20世纪40年代，开始研究用于军事目的的核聚变。 20世纪50年代后，人类开始探索利用核聚变来制造能源。根据质能方程E=mc，原子核含有巨大的能量，原子核的净质量变化（反应物与生成物的质量差）可以引起能量的释放。
如果重原子核变成轻原子核，则称为核裂变，如原子弹爆炸；如果较轻的原子核变成较重的原子核，则称为核聚变，例如氢弹。
原理看似简单，但要实现精确可控的核聚变和持续稳定的能量输出却很困难，因为用于发电时，它无法像氢弹那样一次性释放出所有能量。
正常情况下，氘核和氚核的混合状态不会产生持续的核聚变。原子核必须通过外部能量聚集在一起。即使在温度极高、密度极高的太阳中心，每个质子平均也要等待数十亿次。每年只能参加一次融合。而且由于原子核带正电，它们会互相排斥，所以很难让它们彼此靠近。为了克服它们的排斥力，必须适当控制等离子体的温度、密度和限制时间。这三个条件缺一不可。
由于等离子体消散得很快，因此必须首先对其进行控制。太阳内部利用巨大的重力来密封等离子体，但在地球上，必须采用其他方法。只有将等离子体加热到1亿度以上，才能实现可控核聚变。在地球上，没有任何物质可以被一亿度高温的等离子体包裹，而强磁场就是科学家发明的方法之一。
当等离子体带电时，电荷缠绕在磁场线周围。因此，只要产生磁场，就可以将等离子体封闭并悬浮在真空中。磁场可用于约束高热等离子体中的带电粒子并使它们呈螺旋状。线性运动进一步加热等离子体，直到发生核聚变反应。
目前，世界上在建的最大的实验托卡马克反应堆是位于法国南部的国际热核实验反应堆（ITER）。建设于2007年开始。该项目由欧盟、印度、日本、中国、俄罗斯和韩国共同资助。它与包括美国在内的七个成员国合作并提供资金。作为ITER设施的东道国，欧盟贡献了约45%的成本。中国承担了ITER设备采购包的近10%。该设施的目标是促进前沿等离子体物理学。实验研究将核聚变发电技术大规模应用的期望变成了现实。
根据国际热核实验堆的设计，ITER将以50MW的输入功率产生约500MW的聚变功率，长脉冲持续时间为400~600秒，在其约840立方米的反应堆中聚变约0.5 。 g 氘/氚混合物。
专家预计将于2025年12月进行第一阶段测试，如果实验成功，将有助于第一批核聚变电站在2040年之前投入运行。ITER最初预计耗资约100亿欧元但随着原材料价格的上涨，目前投资和设计改进的投入已超过160亿欧元，总成本预计约为200亿欧元。
和平利用核聚变是每个能源消耗国的重大战略工程。 20世纪70年代以来，中国科学家也一直在研发小型核聚变反应堆，并以托克马克装置为主要科研方向。
前有中国环行器2M号装置（HL-2M）、小型CT-6（中国科学院物理研究所）、KT-5（中国科学技术大学）、HT-6B（中国科学院等离子体研究所）中国科学院）、HL先后建成并运行。 -1（SWIP）、HT-6M（中国科学院等离子体研究所）和中型HL-1M（SWIP）等项目。
未来十年，重点将在EAST和HL-2M这两个主要装置上开展高水平的实验研究。
其中，中国科学院等离子体物理研究所先进实验超导托卡马克实验装置（HT-7U）又称东方超环，该项目后来更名为EAST。 2006年9月28日，该装置首次放电成功。 2017年7月3日，实现了稳定的101.2秒长脉冲高约束等离子体运行，成为全球首个实现稳态高约束模式运行。持续时间数百秒的托卡马克核聚变实验装置。
2018年11月12日，EAST首次实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增至300千焦耳，等离子体中心电子温度首次达到1亿度。获得的许多实验参数接近未来聚变反应堆的稳态。操作模式所需的物理条件。
HL-2M的建成可以利用独特的先进偏滤器配置开展高功率条件下的边界等离子体物理实验，特别是探索未来示范反应堆中高功率、高热负荷和强等离子体-材料相互作用的条件。颗粒物、热流、氦灰的有效去除方法和手段，与EAST装置相配套，将使我国核心级等离子体物理研究及相关关键技术达到国际先进水平，也能快速吸收和消化国际热核聚变实验堆带来前沿技术探索。
科幻电影中，无论是《流浪地球》中的行星发动机、钢铁侠胸口的方舟反应堆，还是《星际迷航》中的曲速发动机，都让人们对强大的能源和能量充满了想象，而可控核聚变技术就是科学家眼中的能源圣杯，并有望在不久的将来成为现实。
