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国内5款聚变开源软件盘点:从物理计算到聚变AI

国内5款聚变开源软件盘点:从物理计算到聚变AI 核聚变商业化
2026-10-21
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导语



在此前的文章中,小编梳理了JOREK、IMAS、TORAX等国外聚变研究开源软件。


国内是否也有类似项目?哪些软件已经公开源代码,并采用明确的开源许可证?


根据公开代码仓库、许可证及相关论文,我们列出了五款值得关注的聚变相关开源软件与AI工具,它们分别涉及实验数据处理、波传播与吸收计算、数据标注、领域对话模型及多任务AI研究,覆盖了聚变研发中的不同环节。


具体展开




01



JDDB:

面向聚变破裂预测的数据处理框架


做聚变AI,真正的瓶颈往往不在模型,而在数据。

单次放电产生的诊断数据规模庞大——数十路诊断信号、数百万个采样点,格式不一、命名各异,还夹杂着各类标定信息。要把它们变成可训练的数据集,需经过清洗、对齐、切片、标注等环节;而破裂预测这类任务尤为棘手:标注本身依赖专家逐次放电判定,成本极高。


JDDB(J-TEXT Disruption Database)最初即为支持破裂预测模型研发而构建,由华中科技大学J-TEXT团队(郑玮课题组)开发。目前已在J-TEXT上投入使用。


此外,JDDB相关衍生工具TMExtractor(构建于 JDDB 框架之上),用于从磁探针数据中批量提取撕裂模的模数、幅值与频率等信息,解决了磁探针因工程限制无法环向对称分布导致的特征提取难题。*该工具在OSSFE 2025会议上作了报告。


从公开仓库、许可证及相关工具的情况看,JDDB是国内值得关注的聚变数据处理开源项目之一。


  • 开发背景:华中科技大学J-TEXT团队(郑玮课题组)

  • 许可证:MIT许可证

  • 代码仓库:jtext-103/jddb

  • 衍生工具:jtext-103/tm_extractor


02



TokLabel:

面向聚变放电数据的开源标注工具


聚变AI研究者约70%的时间耗在数据整理上(据美国能源部报告)——这是星环聚能与清华大学合作开发TokLabel时的出发点。


TokLabel(托卡马克标注工具箱)基于开源标注框架Label Studio二次开发,是专为聚变场景设计的标注平台。



它把数据整理这条链路工具化:研究者输入放电编号即可自动取数并生成标注任务,在时序数据上标注击穿、破裂、放电结束等关键事件时刻,在可见光图像上标注等离子体位形等信息,标注结果按放电编号组织入库,供后续数据分析与模型训练直接取用。


与JDDB侧重数据管理和处理流程不同,TokLabel更直接地面向数据标注环节。两者关注点不同,但都属于聚变AI研究中的数据准备工作。


  • 开发背景:星环聚能与清华大学合作开发

  • 代码仓库:STARTORUS/tok-label

  • 许可证:Apache-2.0


03



BORAY:

国内企业自研的开源波迹追踪工具


射频波加热和电流驱动是磁约束聚变的核心手段,而算清波在等离子体中如何传播、在哪儿沉积、被什么吸收,前提是波迹追踪。


这一步以前很麻烦:主流工具多假设密度、温度为磁通函数,主要服务于闭合磁面内的等离子体,对开放磁力线位形支持有限。


BORAY提供了一套独立实现——支持闭合与开放两类磁力线位形:托卡马克、球形托卡马克,也可用于场反位形(FRC)、磁镜,以及偶极场。


它由新奥集团(ENN)谢华生团队开发,属国内企业自研开源工具的代表案例。


代码仓库提供MATLAB实现及使用说明。

  • 开发者:谢华生(Hua-sheng Xie)等

  • 代码仓库:BORAY

  • 许可证:BSD-3-Clause

  • 相关论文:Computer Physics Communications第276 卷(2022),编号 108363|arXiv:2105.12014



上面列出的JDDB、TokLabel侧重数据处理与标注环节、BORAY属于物理计算工具,那么下面这两个则直接进入AI模型层面:OpenFusion提供多任务模型代码,XiHeFusion则是面向知识问答的领域对话模型。



04



OpenFusion:

面向聚变研究任务的AI工具集合


OpenFusion是一套面向核聚变相关研究任务组织的AI代码集合。


与针对单一任务开发的模型相比,它将多个聚变AI研究方向集中在同一公开仓库中,便于研究人员查找相关实现与论文。


从仓库及其关联研究来看,相关任务涉及等离子体破裂预测、边缘局域模(ELM)识别、H98回归,以及EAST偏滤器钨单体温度场重构等。相关研究还使用了可见光图像与多路时序诊断信号等不同类型的数据,探索多模态信息在聚变等离子体分析中的应用。


但需要区分的是,仓库列出了相关研究,不等于所有关联论文的代码、训练数据和模型都已完整开放。部分研究的论文仍将代码发布表述为后续计划,具体实现是否可用,应以仓库当前实际内容为准。因此,OpenFusion更适合被理解为一个持续扩展的聚变AI开源代码集合,而不是已经完整覆盖所有相关任务的统一软件平台。


  • 开发背景:安徽大学Event-AHU团队,联合相关聚变研究团队开展工作

  • 代码仓库:Event-AHU/OpenFusion

  • 许可证:MIT许可证


05



XiHeFusion(羲核启明):

面向核聚变领域的对话模型


XiHeFusion(羲核启明)是一款面向核聚变领域的对话模型,定位知识问答与科学传播——与前面几款服务数据处理或物理计算的工具不同,它展示的是开源大模型在聚变知识整理、信息获取与科普交流上的应用路径


根据研究论文,该模型基于开源大模型Qwen2.5-14B,通过监督微调适配聚变领域知识,并利用来自网页、电子书、arXiv论文及学位论文等多种来源的资料构建训练语料。研究团队还设计了包含180多道问题的测试集,用于评估模型回答聚变科普问题的能力。


图片来源:XiHeFusion公开资料


需要注意的是,代码仓库采用MIT许可证,并不自动意味着基础模型、训练语料和模型权重都适用相同许可。实际部署或再分发时,应分别核对XiHeFusion仓库、Qwen2.5基础模型以及所使用模型权重的相关条款。


  • 开发背景:中国科学院等离子体所、安徽大学和清华大学三方团队联合研发

  • 代码仓库:Event-AHU/XiHeFusion

  • 许可证:MIT许可证


此外,值得注意的是,国内聚变领域的AI工具化正在形成另一条路径——依托中国环流三号(HL-3)装置,核工业西南物理研究院发布了聚变垂域预训练模型"曦元"(FusionMAE),实现诊断数据的高精度补全,相关成果发表于Nature旗下开放期刊Communications Physics。


但这类模型目前尚未开放源代码,与上述开源项目形成互补关系。



结语


从目前整理情况看,国内聚变相关开源软件与AI工具已覆盖实验数据管理、波传播计算、数据标注、多任务模型研究与领域知识问答等不同环节——BORAY面向具体物理计算,JDDB与TokLabel服务于实验数据处理,OpenFusion围绕多类AI任务组织代码,XiHeFusion则探索领域对话模型。


开源工具在聚变研发中的应用,正从传统计算逐步延伸到数据与人工智能环节。


与国外一些由大型研究机构持续维护、具备完整软件生态的项目相比,国内公开案例在组织形式和维护规模上仍有一些差异。开源的意义也不只在代码可下载——明确的许可证、可复现的运行环境、完善的文档与持续维护,才真正决定一个工具能否被行业用起来。




注:本文是基于目前可检索的公开资料进行梳理,不代表国内相关项目的完整清单,按照"公开代码仓库 + 明确开源许可证"的标准梳理,关注的是严格意义上的开源软件。



参考阅读 📚

https://github.com/jtext-103/jddb

https://ossfe.org/OSSFE_2025/luo-tmextractor

https://github.com/hsxie/boray

https://doi.org/10.1016/j.cpc.2022.108363

https://github.com/STARTORUS/tok-label

https://github.com/Event-AHU/XiHeFusion

https://arxiv.org/abs/2502.05615

https://github.com/Event-AHU/OpenFusion

https://arxiv.org/abs/2609.26095

https://www.nature.com/articles/s42005-026-02195-4

https://hub.veloalpha.cn/hub/codes/BORAY.html

https://www.startorus.cn/product-10-1/525.html

https://seee.hust.edu.cn/info/1085/7711.htm





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