资源枯竭后,再造一个太阳可控核聚变是人类

刘慈欣的小说《三体》第二部描绘了人类未来世界的样子：用于充电的电磁感应充斥着整座城市，电像空气一样随处可见，汽车在天空飞行不用加油。地下建立起庞大的居住群落，城市穹顶直接传来万米之上的天空图像，化石燃料的停用也让环境恢复到工业革命之前的美好景象。而这一切的实现，都源自可控核聚变。

资源枯竭后，再造一个太阳？可控核聚变是人类最后的希望

可以说自核武器的诞生后，人类才开始有了命运共同体的意识。苏美冷战期间核打击事件带来的后遗症至今仍未消散，可即使脱离战争，核能的发展与利用也存在极大阻力，特别是几次著名的核电站的事故让人心存余悸。

就在前几日，日本福岛核电站决定要将万吨处理过的核废水排放到太平洋，此事一经宣布引起轩然大波。处理过的核污水是否达标？半衰期较长的放射性物质是否会污染海洋生态？这一系列的质疑正在加深人们对核能的认知恐惧，于是一个巨大的问题似乎已经摆在人类面前：核能究竟如何利用？

可控核聚变，你了解多少

如果我说可控核聚变技术可以彻底解决未来的能源问题，你也许会疑惑：不就是用核能发电么？这些早已实现，而且时至今日也没看出这项技术有什么革命性的优势。截止年，全球核电站的发电量占比只有10.2％，我们的电费依然很贵。

其实这与科普工作落实不到位有关。国家取得的技术突破，通常只会在新闻联播或者相关科技杂志和媒体上做相关报道，几个专业名词，几个要表彰的先进，平铺直叙过后我们并不会有什么感觉，平常流量较大的网站也不会插播这些无聊的消息。

但是，对这一领域稍有了解的人士对可控核聚变具有信仰般的渴望，甚至将其称为人类文明能否长久延续的最关键因素。笔者希望通过剖析这项技术的潜力，让更多人建立起对它该有的信念。

从核裂变到核聚变，有限的能源变得无限

首先，原子能技术的理论基础源于狭义相对论推出来的质能方程：E=MC，其结论便是，能量和质量是可以相互转化的。原子核内质子和中子的聚集或裂开会产生新的元素，同时伴随质量的损失和能量的释放。

资源枯竭后，再造一个太阳？可控核聚变是人类最后的希望

比较常见是重原子的裂开，即核裂变。用中子去轰击本来就在缓慢裂解的放射性元素就可实现，例如铀和钚。原子核在分裂后会释放中子，并再次撞击其他原子核，形成链式反应。反应的剧烈程度取决于原子核密度，密度大的就是原子弹，密度小的便是核电站。

而核聚变是两个氢原子核聚集成氦原子核的过程。这个反应会出更大的质量损失，相同质量的原料所释放的能量是核裂变的4倍。其更大的优势在于，原料氢的同位素氘和氚大量的储藏在海水之中，一升海水所蕴含的氘和氚聚变产生的能量相当于升汽油。以现在人类消耗能量的速度算下来，地球上的海水可供人类用上百亿年，作为对比，太阳的寿命也仅余50亿年，所以这就可以说是无限的能源。

最为重要的是，聚变反应不会产生放射性物质，反应产物氦是惰性气体，不会像现在核电站发电产生的核废料一样危险且难以处理。

关于可控核聚变的未来畅想

《三体》中所描绘的美好生活令人神往，不过可控核聚变对人类文明的发展还具有更深层次的意义。我们已经看到了该技术隐藏的巨大潜力，掌握它不仅可以拥有无尽的能源，甚至还可以拓宽人类未来的生存空间。

从长远发展的角度考虑，人类不能仅在地球上发展，即使能源取之不尽，其他物质资源也有捉襟见肘的时候，生存空间的拓展需要航天技术的革命。只是当前，以化学燃料为动力能达到的太空区域十分有限，这样看来，以可控核聚变技术为基础的聚变发动机无疑是星际航行的最佳选择。

之所以这么说，是因为氢原子在宇宙空间中广泛分布，且容易被收集，通过核聚变反应就能产生源源不断的动能。这也是为什么该项技术会被视为人类能否长远发展的关键。否则我们只能被束缚在地球之上，以当前相互伤害般的发展模式自生自灭。

资源枯竭后，再造一个太阳？可控核聚变是人类最后的希望

展望固然美好，回归现实，可控核聚变技术目前我们依然做不到完全掌握，原因在于该技术所需达到的温度和压力条件过于苛刻。目前主流的可控核聚变装置是托卡马克装置，其持续聚变反应的最高记录也只有.2秒。

当然，走向美好的道路总会蜿蜒曲折，除了技术难题，国际政治因素也不会一马平川。毕竟此技术如果一直由其他国家保持领先，在以石油掌控话语权的欧派克国家和将美元与石油挂钩的美国，会不会就此发动新一轮的经济制裁？这一切都尚未可知。

不过我们始终坚信，发展的阻力不会阻止发展。核能技术的发展必将是大势所趋，美好世界的开拓，也必定还会有更多热爱科学事业的人投身其中。相信这其中的每一份力量，都会在未来的明天迸发出无限可能。