我們離可控核聚變還有多遠(yuǎn)？

人們常說“科技使社會進(jìn)步”，但是科技的進(jìn)步也是有前提的，人類學(xué)會制造火才從茹毛飲血的原始社會解放出來，發(fā)現(xiàn)煤炭、石油才開啟了工業(yè)革命，這些能源就像“大米”，人類如果沒有這些能源，就是巧婦難為無米之炊，怎么也發(fā)展不起來的。

然而，這些能源尤其是推動人社會飛速發(fā)展的化石能源，并非是取之不竭的，有朝一日用完就沒了，而且燃燒化石能源還會導(dǎo)致我們的環(huán)境以及氣候異常變化，因此我們正面臨著嚴(yán)重的能源危機。為了繼續(xù)發(fā)展，人類勢必要尋找新的能源，于是核能就跳進(jìn)人們的視線了。核能威力巨大，并且可持續(xù)使用，是一個絕佳的新能源。

那么，如今人類核能的研究到了哪一步呢？如何實現(xiàn)核能的利用呢？

什么是核聚變？

核聚變，聽名字就知道與核能有關(guān)，事實上核聚變確實是核能的一種，與核裂變是一對雙胞胎兄弟。大多數(shù)人對核裂變、核聚變都只聞其名，不見其人，根本不知道它們是啥，并且對核裂變與核聚變兩者傻傻分不清。那么核聚變究竟是什么呢？核裂變與聚變有何不同？

雖然看起來這兩個名詞極其拗口，但實際上我們無時不刻都在感知它們，我們每天沐浴的陽光就是太陽內(nèi)部核聚變產(chǎn)生的。而到夜間時，看著城市里的萬家燈火，也許其中一盞就有可能是核電站發(fā)出的，而核電站的電能來自于核裂變。所以就先后而言，人們先發(fā)了核聚變，后發(fā)現(xiàn)了核裂變，不過倒是不約而同的都被運用到武器設(shè)計中，成為左右戰(zhàn)局的決定性武器。

1932年，澳洲科學(xué)家家馬克·奧利芬特發(fā)現(xiàn)了核聚變反應(yīng)，即兩個較輕的原子核反應(yīng)生成一個較重的原子核和一個極輕的核，并爆發(fā)出大量的能量。當(dāng)科學(xué)家見識到這股巨大的能量之后，想著要是能夠控制這股能量，那還用去打什么石油井，直接用著這個不香嗎？然而經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，核聚變反應(yīng)十分不可控，因此只能遺憾地放棄了使用核聚變的想法。

不過，核聚變實驗沒成功，但核裂變實驗成功了。人們通過制造核反應(yīng)堆，能夠有效地控制裂變的反應(yīng)程度，因此核裂變雖是弟弟，論實用性卻是核聚變拍馬難及的。但是，因為裂變的原料是鈾元素，有放射性，并且經(jīng)常產(chǎn)生核廢料，對環(huán)境的污染比較多，一旦發(fā)生核泄漏，就會引發(fā)絕地千里的事故，切爾諾貝利事件就是前車之鑒。

因此，即使已經(jīng)有了可控的核裂變，人們也還是要鉆研聚變技術(shù)。畢竟聚變的原料就是氫原子的重同位素，氘與氚，十分的安全并且取之不盡。但是相較于已經(jīng)可控的核裂變而言，可控核聚變的影子都沒有一個。人類何時才能將這無處不在的核聚變利用起來呢？

實現(xiàn)可控核聚變之路，有多遠(yuǎn)？

上世紀(jì)三十年代初期，核聚變的原理就已經(jīng)提出，并且科學(xué)家在實驗室中通過加速器加速實現(xiàn)了核聚變，但是由于實驗室核聚變產(chǎn)生的能量比加速器的能量還小，相當(dāng)于“馬兒吃了草又不跑”，因此核聚變反應(yīng)只能擱置下來。大約到五十年代時，美國科學(xué)家制造了不受控制的核聚變，也就是氫彈爆炸。這次實驗，科學(xué)家看到了核聚變遠(yuǎn)超于核裂變的能量，二者之間就好像是大海與小溪的關(guān)系。

不過，科學(xué)家雖然掌握了不受控制的核聚變，但是不受控制的就不能向人類社會提供平穩(wěn)、持續(xù)的能量輸出，也就不能應(yīng)用在社會的方方面面，所以我們還是要實現(xiàn)可控核聚變。那么，為啥人們不能實現(xiàn)可控核聚變呢？

其一，出現(xiàn)核聚變的溫度太高了。以太陽為例，太陽外部的高溫已經(jīng)是五、六千度，那么太陽內(nèi)部也就是發(fā)生聚變反應(yīng)之處溫度應(yīng)當(dāng)更高。其二，燃料氘與氚的密度要達(dá)到一定的臨界點，并且只有同時滿足以上幾點，才有可能實現(xiàn)聚變。但是“理想是豐滿的，現(xiàn)實是骨感的”，首先溫度就給人迎頭一擊，更別提后面的，所以可控核聚變之路任重道遠(yuǎn)。

路是人走出來的，即使可控核聚變的難度難于上青天，我們的科學(xué)家還是找到了能夠?qū)崿F(xiàn)它的辦法，即慣性約束（激光約束）、磁性約束（托卡馬可實驗設(shè)備）。目前學(xué)界對于可控核聚變的反應(yīng)都集中在利用托斯馬可裝置上。我國大約從上世紀(jì)中葉就開始研究可控核聚變，雖然途中有些許波折，但是我國在此領(lǐng)域取得了不俗的成績。

1994年，我國建成第一臺超導(dǎo)托斯馬可裝置，躋身國際核聚變物理前列。2006，又建成EAST裝置（人造太陽），并且我國的“人造太陽”裝置，在我國設(shè)計師的不斷改進(jìn)下，技術(shù)已經(jīng)處于國際領(lǐng)先地位，也許在不遠(yuǎn)的未來我們就能實現(xiàn)可控核聚變了。

核聚變，能夠利用在哪些方面？

那么，科學(xué)家千辛萬苦制造出了可控核聚變究竟有什么妙用，值得國家投入這樣大的精力去制造？首先，核聚變是一種清潔能源，并且還是可再生能源。近年來，人類大量燃燒石油、煤炭，不斷排放溫室氣體，給地球環(huán)境帶來重大傷害，從而引起氣候危機，出現(xiàn)極端天氣以及物種滅絕，這就像是大廈將傾的前兆。

因此，為了挽回局面我們就要從根上治病，否則就是治標(biāo)不治本，怎么治本？改變能源結(jié)構(gòu)，使用清潔能源。其次，核聚變的能量巨大，比現(xiàn)在使用的裂變起碼強幾百倍。一旦，核聚變成功，現(xiàn)有的能源體系的速率將提高幾百上千倍。

其次，核聚變可以應(yīng)用在核電領(lǐng)域，取代現(xiàn)在的裂變反應(yīng)堆，不僅能量輸出更大，從涓涓細(xì)流到汪洋大海。而且聚變還更干凈，更健康，因為它幾乎沒有放射性，以及核廢料少。此外，還有航空航天事業(yè)，如果用核聚變做燃料，那么我們的航天飛船速率可以達(dá)到2.5千米/秒，加快人們星際探索的腳步。

結(jié)語

道路是曲折的，前途是光明的。雖然，現(xiàn)在我國的可控核聚變之路還在曲折中前進(jìn)，但是我們的研究已經(jīng)走上了正軌，假以時日就能實現(xiàn)這一偉大成就，屆時我們就能成為一個能源大國，擁有取之不盡的能源，為地球的環(huán)境保護添一份力。