ITER計劃的構想起源于20世紀80年代冷戰的高潮期，由蘇聯領導人戈爾巴喬夫和美國總統里根共同提出。兩位領導人達成共識，決定合作開發核聚變技術，這是一種清潔能源技術，未來有望為全球提供能源。該項目在一年后正式啟動，當時歐洲聯盟、日本、蘇聯和美國開始共同設計一個大型國際核聚變實驗設施(ITER)。

21世紀初，中國、韓國和印度加入了其他四個初始成員國，共同參與建造和運營一個實驗反應堆。這個設施將允許全球的科學家和工程師深入研究核聚變技術，并在未來幾十年內設計出商用反應堆的原型。目前，這個實驗反應堆正在法國的卡達拉舍(位于普羅旺斯地區艾克斯郊外)建造。

這七個成員國不僅提供資金支持，還通過提供組件和服務等實物捐助，幫助各國在特定領域培養本地技術專長。這些實物捐助有助于實現項目的次要目標之一：培育全球聚變產業，確保當核聚變成為商業化技術時，世界各地的地區都能夠掌握相關知識，運營自己的發電廠。

首屆私營部門研討會

最近，ITER理事會決定開始分配資源以支持日益增長的私營核聚變行業，并舉辦了一場大型研討會來啟動這項新的工作。首屆私營部門研討會于5月27日至29日在法國卡達拉舍的ITER組織總部舉行。

ITER通訊負責人Laban Coblentz表示，來自世界各地的代表參加了此次會議，他們代表了核聚變生態系統中不斷壯大的多樣化角色，包括投資者、政策制定者、核聚變公司和供應鏈合作伙伴。

約300名來自不同組織的人士參加了這次活動，他們中許多人在某種程度上存在競爭關系，并且可能對實現核聚變的最佳途徑持有不同看法，這為他們提供了一個分享看法、尋找共同愿景的機會。

實現核聚變的方法主要分為兩大類：第一類是磁約束聚變(MCF)，它利用磁場來約束等離子體，需要像正在建設中的ITER托卡馬克或2015年開始運行的Wendelstein 7-X仿星器這樣的大型設備。第二類是慣性約束聚變(ICF)，它通過施加強大的沖擊來壓縮等離子體，以引發聚變反應。

核聚變工業協會(FIA)首席執行官Andrew Holland指出，自2021年以來，旨在根據其獨特方法建造反應堆的私營部門初創企業數量急劇增加，同期約有40億美元的投資額。雖然全球對核聚變的60億美元投資中有大約80%流向了美國公司，但投資的地理多樣性正在增加。

霍蘭德在研討會的開幕致辭中說：“我們確實看到了新公司，尤其是歐洲和日本的公司，正變得更加雄心勃勃，吸引了更多的投資。”

計算機技術支持不斷發展的核聚變產業

核聚變項目無論采用哪種方法，至少需要在五個關鍵領域運用計算機技術。

-首先，要在設計機器之前運行模擬，以驗證其基礎物理原理。

-其次，需要一個或多個控制系統來協調機器內部的不同組件。

-第三，要支持診斷系統，以便觀察操作的各個方面，從而能夠立即采取行動或研究機器的行為。

-第四，需要為在反應堆惡劣環境下進行維修和維護的機器人提供動力。

-最后，要收集和存儲來自診斷系統的數據，以優化模型，幫助未來設計出更先進的機器。

需要的計算機技術包括：

用于執行復雜模擬和分析診斷數據的高性能計算;

用于支持診斷設備和控制維修機器人的抗輻射集成電路;

用于在操作期間收集和存儲數據的高速存儲網絡;

用于同步組件的控制軟件;以及專門用于模擬的軟件。

荷蘭公司Ignition Computing代表了這個日益擴展的生態系統中一個非常特殊的領域，它專注于創建和整合模擬模型。Ignition Computing的創始人兼首席執行官Daan van Vugt在接受《Computer Weekly》采訪時解釋說：“現有的代碼[建模軟件]通常專注于特定的物理現象，如磁平衡。”“你可能還有其他代碼來模擬粒子本身的運動，即傳輸過程。”

無論采取哪種核聚變方法，首要步驟是將數據“離散化”。要讓計算機模擬現實世界需要數字信息，因此所有測量值和測量時間都必須數字化后才能用于模擬。

“你必須將數據分割成離散的點，以便計算機能夠處理它們，”van Vugt說。“然后，你通過離散化將物理方程轉換成一系列你試圖解決的方程。”

在大多數情況下，需要同時研究多種現象，這稱為多物理場模擬。van Vugt指出，解決多物理場模擬問題有兩種不同的方法。一種是逐一解決每個現象，比如先解決密度再解決溫度，并在它們之間進行迭代。另一種方法是將它們一起解決，將所有現象合并為一個綜合方程，然后一次性求解。

為了模擬物理的某一方面而開發的代碼有時會作為開源代碼提供。根據不同的聚變方法，現有的代碼可以在不同項目之間重用，節省了大量的時間和勞力。希望首屆私營部門研討會的經驗教訓能夠促進更多的共享，為人類帶來更大的利益。