在可控核聚变的讨论中，氘常被视为取之不尽的能源源泉，毕竟海水中蕴含着大量这种氢同位素。然而，氘氚聚变这一当前最受关注的技术路线，却面临着一个关键挑战：氚的稀缺性。氚，作为氢的另一种同位素，在地球上的天然存量极为有限，全球总量估计仅约4.5公斤，且分散于大气、海洋和土壤之中，难以集中开采。
氚的稀缺并非源于地球形成时的缺失，而是由于其放射性特性导致的自然衰变。氚的半衰期约为12.3年，会逐渐转变为氦-3。当前自然界中的氚，主要源自宇宙射线与大气中原子的相互作用，生成速度缓慢，而衰变速度却不低，因此难以积累。对于依赖氚的商业聚变电站而言，天然氚的存量远远不足以满足需求，每年可能需消耗几十公斤甚至更多，而天然存量仅有几公斤。
氚在这一过程中更像是“中间产品”，进入反应区后被消耗，再由锂生产新的氚。国际热核聚变实验堆（ITER）明确指出，未来大功率聚变电站必须具备自行增殖氚的能力。然而，这并不意味着氚可以无限循环。聚变过程中消耗的氚已转变为氦，无法恢复。所谓的氚循环，是指回收未燃烧的氚，并利用锂制造新的氚。只要生产量长期不低于消耗量，燃料系统即可维持平衡。
聚变商业化的关键门槛之一是氚增殖比必须大于1，即反应堆每消耗100份氚，至少需生产出100份以上的新氚。考虑到提取、输送和储存过程中的衰变、渗透和材料滞留，实际生产量还需留出余量。尽管理论计算表明氚增殖比可大于1，但实际建造反应堆却面临诸多挑战。聚变装置并非密不透风，内壁需安装加热设备、诊断系统、冷却管道和维护窗口，部分中子会从这些位置逸出，或被结构材料吸收，无法用于制造氚。
铍等材料虽能起到中子倍增作用，但无法完全替代氚增殖系统。工程人员需围绕含锂陶瓷、液态铅锂合金或含锂熔盐设计包层，以最大化中子与锂的反应。同时，包层还需承受高温、强辐射和巨大热负荷，其难度远超“在内壁放置一层锂”。更棘手的是氚的管理问题，氚原子小，易穿透某些金属，可能进入冷却剂或滞留在装置内壁。聚变电站需快速提取氚，准确追踪其去向，并避免向环境释放，这对材料、密封、监测和监管提出了极高要求。
氚问题并非已在纸面上彻底解决。科学家虽知应利用锂增殖氚，也了解大致结构，但能否在真实电站中连续运行多年，能否让增殖速度稳定超过消耗速度，仍需大型装置进行工程验证。ITER将测试氚增殖包层模块，但其本身并非商业聚变电站。另一个常被忽视的现实问题是，第一批电站的启动氚从何而来？全球可交易和调配的氚主要来自部分重水裂变反应堆，存量仅几十公斤规模。ITER公布的资料显示，现有全球氚库存约为20公斤，且会随时间自然衰变。
这意味着，即便某种聚变装置能稳定发电，也无法迅速在全球复制数百座。每座电站均需启动库存，早期装置还需在满足自身需求外，多生产氚以供后续装置使用。聚变产业的扩张速度，很可能受制于氚供应链。第一座真正成功的聚变电站，不仅需看其输出电量，还需看其能否独立“养活自己”。若装置每年消耗50公斤氚，却只能生产40公斤，则仍需依赖外部供应，规模越大，燃料缺口越严重。
锂是否会成为下一个短板？从地球资源总量看，暂无需担心“很快用完”。聚变反应能量密度高，所需锂质量远低于同等规模化石燃料。然而，能高效制造氚的锂-6仅占天然锂的一小部分，仍需富集和加工，这将引发新的产业竞争。锂不仅用于聚变包层，也是动力电池和储能产业的重要原料。未来的挑战或不在锂的存量，而在能否建立稳定的采选、同位素分离、材料制造和回收体系。
