2001年，由于美国退出，ITER成员国出于分摊经费的考虑，希望扩大参与国的范围。中国借此再次申请加入，2003年，正式以“平等伙伴”身份加入了ITER计划谈判——加入这个高“入门会费”的俱乐部，每个成员国要至少承诺10%的投入，约合人民币100亿元。
当时碳排放问题还没那么紧迫，雾霾和大气污染问题也没有这么严峻。
“中国参与ITER，是向世界凸显中国是负责任、有能力的国家。”2017年，在“ITER十年——回顾与展望”会议上，科技部原部长徐冠华在回忆参加ITER谈判过程时说，“事关国家利益，中国应该积极参与国际高科技俱乐部，不能因为自身原因错失良机。”
2006年，国际热核聚变实验堆（ITER）计划《联合实施协议》签署，由中国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国共七方参与，计划在法国共同建造一个世界上最大的超导托卡马克实验反应堆。
这是中国以平等身份参加的最大国际科技合作项目。其中，中国承担了大概9%的采购包研制任务，包括了磁体支撑、校正场线圈系统、磁体馈线系统、包层第一壁等18个采购包。
“激将法”逼出的创新
对参与谈判的中国国际核聚变能源计划执行中心主任罗德隆来说，2003年到2006年的日历表上，写满艰难、曲折。“因为这是我国第一次以平等的身份，从一开始设计游戏规则的时候就介入，对我们来说，这是新的尝试，所以每个谈判小组都认真地研究文件，认真考虑如何能够最大化地保护我们的国家利益，每次谈判前都是加班加点去讨论这些议案，讨论如何去制定高案低案，如何去把这个谈判组织好、谈好。”
罗德隆回忆，当时团队的一致意见，首先要拿下超导采购包，因为ITER是磁约束聚变装置，超导材料是非常核心的内容。尽管能不能做出来，当时大家心里没底。
作为世界在建的最大、最复杂的托卡马克装置，ITER体积接近北京天坛祈年殿的尺寸，高30米，直径30米，重达2.3万吨。
虽然我国有多个托卡马克装置，但ITER不是简单放大，而是需要从整体设计、技术和材料等各个方面，解决全新的关键问题。但即使是以往小型托卡马克装置，我国一直使用的也是进口的超导材料。
“自己能做的一定要自己做，自己不能做的想办法通过创新也要自己做。”罗德隆说，这是中国在参与ITER计划中，一直坚持的理念和原则。
ITER需要的这种超导股线，需要在0.8毫米直径内拉出上万根细丝，最关键的是，这样精细的超导线圈，最短长度达1公里。
一方面倡导立足国内研发，另一方面为保证项目进度，罗德隆使用了“激将法”：建议承担任务的西部超导材料科技股份有限公司买一点进口的超导材料备用，理由是为了做对比验证。如果公司在一定时间内研制不出来，考虑到项目进度因素，就需用进口材料进行相关认证活动；但如果认证用了进口材料，后续生产也必须用进口材料。
“激将法”让超导公司研发团队感到了巨大压力。最初，顶多拔一两百米，线断了，材料也废了。科研人员憋着一股劲，在有限的10个月内，终于完成了技术攻关。
“现在拉出来的丝，超过1公里还不会断，相比国外性能更优异。”罗德隆对竞争带来的结果很满意。
在短板领域实现破冰
由于方案调整，直接面向上亿度堆芯的“第一壁”，每平方米最终承受热量从0.5兆瓦升至4.7兆瓦，瞬间可将一公斤的钢铁融化。我国承担了12%的ITER第一壁研制任务。
担此重任的中核集团核工业西南物理研究院牵头研发了第一壁采购包半原型部件，并在2016年成功通过高热负荷测试,在世界上率先通过认证。鲜为人知的是，作为ITER屏蔽包层项目承担单位项目负责人，谌继明和团队为此奋斗了近12年，攻克了特殊材料、连接技术、高可靠性等一系列难题。
在“短板”的设计领域，我国也实现了破冰，中国团队设计优化提供的“中国方案”，在ITER电源采购包中大幅度增加了中方贡献份额，也为我方后期主导ITER电源系统研制、项目管理等任务奠定了好的基础。
2017年，活跃在聚变研究领域的科研人员共聚一堂，就ITER计划及全球聚变能研发的未来之路展开讨论，国际聚变界30余位外籍专家及10余位中国专家代表起草并签署了《北京聚变宣言——支持中国聚变能发展》，宣言认为，中国为ITER准时交付高质量部件，显示出中国在ITER中扮演了重要角色，并进一步倡导世界聚变界的科学家们为聚变能相关技术研发加强合作，为最终解决世界能源短缺和环境污染问题贡献力量。
