惯性约束聚变是通过激光或粒子束在极短时间内对燃料靶丸进行加热和压缩，使其内部产生极端高温高压 ，从而触发核聚变反应。
核聚变：两个较轻的核结合，形成一个较重的核和一个极轻的核（或粒子）的一种核反应形式。质量小 的原子，主要是指氘，在一定条件下（如超高温和高压），能让核外电子摆脱原子核的束缚，两个原子 核能够互相吸引而碰撞到一起，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核（如氦），中子 虽然质量比较大，但是由于中子不带电，因此也能够在这个碰撞过程中逃离原子核的束缚而释放出来， 大量电子和中子的释放所表现出来的就是巨大的能量释放。恒星的能量来源就是内部不断进行的核聚变 反应；而不可控的核聚变就是氢弹的爆炸。
核聚变反应对于温度的要求非常高，通常需要达到上亿摄氏度。在如此高的温度下，气体分子将被完全电 离，此时物质以高温等离子体（完全电离的气体）形态存在。为了持续输出反应能量，对于聚变等离子体 的有效约束是关键。通常为磁约束、惯性约束、 磁惯性约束。
磁约束聚变是指用特殊形态的磁场把氘、氚等轻原子核和自由电子组成的、处于热核反应状态的超高温等 离子体约束在有限的体积内，使它受控制地发生大量的原子核聚变反应，释放出能量，主要的装置有托卡 马克、仿星器。
磁约束路线的托卡马克装置是当前物理研究上最成熟的路线，早在1998年日本JT-60装置上实现能量增益 因子Q值达到1.25，实现科学可行性向工程可行性的跨越。由于传统托卡马克装置资金需求量大、工程复 杂度大，几大国家联合推出国际热核聚变实验堆（ITER）计划，是全球规模最大、影响最深远的国际科研 合作项目之一，投资超220亿美元，2006年启动建设，计划2035年实现Q≈10的氘氚聚变实验，验证商业 聚变的工程可行性。
惯性约束聚变是通过激光或粒子束在极短时间内对燃料靶丸进行加热和压缩，使其内部产生极端高温高压 ，从而触发核聚变反应。该路径最早在上世纪50年代提出，随着激光技术的突破而逐步推进。 美国国家点火装置（NIF）是当前最具代表性的惯性约束聚变平台，2009年建成，采用“间接驱动”路径 ，目标是实现聚变点火。2022年 NIF首次实现聚变净能量增益（Q>1），验证了理论模型的可靠性，但若 计入激光器电能到激光的转换损耗，系统总Q值仍远小于1。其意义更多在于验证极端物理模型和国防研究 ，而非直接推动商用可控核聚变。 英国First Light Fusion等企业也在探索“飞片驱动”等新型激光/动能路径，尝试以更高效率、更低成本 实现惯性约束的工程转化。
磁惯性约束聚变是一种融合磁约束与惯性压缩优点的混合路径，旨在以更小型装置实现高能量效率和频繁 脉冲聚变。早期虽有场反转构型（FRC）设想，但长期处于非主流探索。 进入2010年代，Helion Energy、General Fusion 等私营企业以MIF为技术核心，相继开发磁线圈+电磁 压缩等创新装置，目标是低成本、模块化、中小型反应堆形态实现可控聚变，目前处于工程验证与技术突 破并行期。 2023年Helion宣布离子温度达到1亿度；近期计划25年下半年实现Q>1，与微软签署2028年购电协议， 成为技术迈向商业化的重要标志。磁惯性路径因其工程灵活性和资本吸引力，正逐步形成新兴赛道。
核聚变的难点 。 一、克服库仑斥力：核聚变需要极高的温度和足够的密度 才能克服原子核直接的排斥力。 二、满足劳森判据Q阈值：根据Lawson判据，聚变反应需要满足特定的条件，即等离子体密度、温度和约 束时间的三重积，nTτ≥3×10²¹ keV·s/m³，当该值超过阈值时，聚变就可以自行维持。一般来讲，温度 T>10 KeV可以满足，仍需约束 nt>3×1020 m-³s。当?=1时，表示聚变反应产生的能量等于输入的能量， ?>1，意味着聚变反应实现能量的净增益。Q≥30被认为是可实现商业化的标志。当前人类仅在JT60上实现 Q=1.25，其余装置均处于Q接近1的临界点，并未真正突破。三、反应材料的选择：反应燃料通常是最易实现的氘氚DT为主，但氚价格昂贵且受管控，自持还未突破。 四、工程复杂度高：装置的工程建设难度极高、需要花费大量时间建设、检测，迭代速度相对慢，装置 的投资额高，资金需求量大。例如ITER参与方包括欧美、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国（已 退出），是2010年开始建设，原本计划2025年开始等离子体实验，目前调整为2034年开始实验；ITER 初始投资计划50亿欧元，目前调整为超过200亿欧元。
