核聚变：距离实用还有多远？

的魅力是什麽；核聚變？

随着世界傳統能源的日益短缺，人類一直在探索新能源的開發和利用，包括太陽能、風能、地質能、生物能、核能等；核聚變&rdquo；不僅是産生核能的一種方式，也是最先進、最困難的能源來源；控制&rdquo；目前爲止

核能又稱原子能，通過核裂變、核聚變和核衰變釋放能量。除了核衰變在自然狀态下緩慢發生外，裂變和聚變的核反應形式極其強烈。

衆所周知，新中國最大的科技成就是原子彈和氫彈的成功試爆。原子彈采用核裂變原理，氫彈比原子彈威力更大，利用核聚變發揮作用。

核聚變比核裂變釋放更多的能量。氫核聚變是太陽内部的一個連續過程，其光和熱由核聚變産生。與核裂變相比，核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，其原材料可以直接從幾乎取之不盡、用之不竭的海水中提取。它不僅是一種理想的能量方式，也是一種受人喜愛和追求的重要原因。

國際熱核聚變實驗反應堆計劃，簡稱“ldquoiter計劃”，是世界上規模最大、影響最深遠的國際科學研究合作項目之一。該計劃于1985年提出，工程設計于2001年完成。經過五年的談判，包括中國在内的七個國家于2006年正式簽署了一項聯合實施協議，并正式啓動了爲期35年的ITER計劃。2013年6月，主設備“托卡馬克”綜合體在法國開工建設，國際熱核實驗堆項目進入全面建設階段。

國際熱核實驗堆計劃的實施結果将決定人類能否快速、大規模地使用聚變能源，這可能會影響從根本上解決能源問題的進程。

人類不能&ldquo；控制&rdquo；還沒有！

除了被用作戰争武器外，核裂變和原子能被人類更和平地使用，例如建造核電站發電，但使用聚變能并不那麽容易。

到目前爲止，盡管人類已經能夠實現無法控制的核聚變，如氫彈爆炸，但爲了有效利用它，我們必須能夠&ldquo；控制&rdquo；核聚變的速度和規模，并實現持續穩定的能量輸出。這也成爲人類掌握聚變核能道路上的最大制約因素。

什麽可以用來&ldquo；控制&rdquo；核聚變反應？一般來說，它可以點燃燃料，限制聚變并輸出能量。問題來了&mdash&mdash點火需要瞬時超高溫高壓（想想太陽下熱核反應的條件）。限制核聚變的“容器”隻能受到激光慣性和磁場的約束（地球材料制成的容器不能承受超高溫和高壓）。

激光點火時間必須控制在十億分之一秒以内，以使燃料内爆壓縮産生聚變能。2013年9月，國家核聚變點火裝置（NIF）宣布燃料靶的輸出能量首次超過輸入能量。中國的“神光”高功率激光打靶裝置使中國成爲繼美國之後世界上第二個有能力自主研發和制造新一代高功率激光驅動器的國家。

基于磁約束的ITER項目有很高的希望。“人造太陽”項目的核心設備被稱爲“托卡馬克”，它的名字來源于環、真空室、磁鐵和線圈的英文，由前蘇聯科學家阿齊莫維奇等人在20世紀50年代發明。該裝置的中心是一個環形真空室，周圍纏繞着線圈。通電後，内部将産生巨大的螺旋磁場，将等離子體加熱到超高溫，以促進核聚變。中國科學院等離子體物理研究所東托卡馬克裝置近年來取得了很高的成就。本文中的新聞主角也使用了這種約束。

受到“質疑”和珍視

理論上，磁約束核聚變的工作原理已經很清楚。從實際操作的角度來看，爲了真正獲得核聚變能，我們仍然面臨許多物理和工程問題。

洛克希德和米德多·馬丁公司宣布，磁約束密集型核聚變裝置的設計并不像說的那麽簡單，如果它想控制尺寸以适應卡車（7-10英尺），并聲稱在五年内制造出原型。盡管該公司擁有數十年的能源研究經驗，并有望取代軍艦和飛機上的核裂變反應堆，但在業内看來，該公司宣布的計劃仍處于“紙上談兵”階段。

據《華盛頓郵報》報道，可再生能源與氣候戰略研究所（Institute of renewable energy and climate strategy）所長喬·米德多·吉爾默（Joe middot Gilmer）說：；當然，我非常希望核聚變能盡快成爲世界能源大家庭的一員，但這一宣布距離原型的誕生還有很長的路要走，更不用說建造一個穩定的商業能源供應設備了&Rdquo

羅傑和米德·達威利，墨爾本大學未來能源研究小組首席科學家說：核聚變需要極高的溫度和壓力，這是最關鍵的挑戰。許多科學家在這方面已經苦苦掙紮了很長時間，所以我不會太興奮地聽到這個消息

也有報道，上周，華盛頓大學的工程師也在Petersburg國際原子能機構的聚變能學術會議上宣布。俄羅斯認爲，如果設計的概念核聚變反應堆擴大到大型發電廠的規模，其經濟成本将低于同等發電量的燃煤發電廠。