说说可控核聚变和中国

　　简单说说核聚变

　　其实真要用语言来描述核聚变，那也并不复杂——几个小的原子核合并成为一个大的原子核，这就叫聚变了。反之，就是核裂变。因为原子核中蕴含着巨大的能量，这种变化引发的中子和电子的释放也就表现为巨大能量的释放。因为其原理和太阳发光发热的原理很相似，所以我们在了解它的时候也经常能看到诸如“‘人造太阳’技术获得突破”这样的文字。

　　那么这个“巨大能量”究竟有多么巨大呢？一般来说人们希望能用氘、氚这样的轻原子核结合成氦这样的重原子核。30毫克的氘通过聚变可以产生相当于300升汽油的热能，1千克氘就足够让千家万户用电了。可见，核聚变能够产生的能量是何等巨大。

　　更重要的是，氘这种东西可不怎么稀罕，从水里头就能够提取出来了。不往远处看，海水就是提取氘的主要源头。这样也就是说，只要我们能够掌握核聚变技术，就几乎有了取之不尽的能源。据说光是海水里就存在有45万亿吨的氘，可想而知这能够解决多大的危机。

　　我们看到“核反应”三个字肯定马上就会想到切尔诺贝利、福岛这些关键词，感到十分可怕，其实大可不必，因为可控核聚变是非常洁净、安全的。据了解，一旦反应出现异常，其温度会立刻下降，然后反应也就将自动停止。

　　然而光是知道这原理可远远不够，否则那么科学工作者就不会前仆后继地在这上头殚精竭虑了。

　　难上加难

　　如果仅仅是在一般的条件下，核聚变是根本不会发生的。我们人类也不是不能实现核聚变，那个玩意儿叫氢弹，但这是不可控的。这种要将核聚变转化为能让人类受益的核反应，我们就必须实现可控核聚变。然而要实现这些，太难了。

　　太阳发光发热，那是有1500万度的高温加上2000亿个大气压把氢聚变成为氦，可见所谓的“一定条件”大抵是指超高温和超高压。这样，原子核的运动才能够异常剧烈，才有可能克服静电斥力，达到聚合距离（原子尺度的十万分之一）。可是这个要求对于我们来说太苛刻了，那样的高温和高压，难以达到。氢弹之所以能实现，还得多亏有原子弹作为“扳机”，让后者的爆炸瞬间达到聚变条件，这才能释放出更大的能量。

　　于是乎我们就有了两个最大的难题：怎么加热到那么高的温度？用什么来装那么高温的东西？

　　如今科学家们提出的已经被广泛认可的有两种办法：惯性约束要求将聚变燃料放进弹丸中，然后高能激光照射弹丸使得温度瞬间飙升。弹丸烧毁后聚变燃料被向内挤压。磁约束办法则用磁场来束缚已经成为等离子体的聚变燃料，让它悬空，不和容器接触。

　　可以看出来，两种办法各自在解决两大难题的其中一个上很有优势。然而问题是，惯性约束核聚变解决了高温的问题，却找不到能容纳燃料的容器；磁约束解决了容器材料的困扰，但悬空且还在高速旋转的材料却很难被聚焦点火。

　　中国的成就

　　说了那么多可控核聚变的困难之处，那么中国的技术突破到底在哪里呢？简单来说就是材料。

　　据了解，如果要制造适用于可控核聚变的合格的容器，其材料就需要承受每平方米4.7兆瓦的热量——普通的钢铁只要一瞬间就会被融化了。中国的科学家研发出了一种特殊高纯度金属铍、铜合金、不锈钢组成的三明治结构，并用新工艺将这三种材料紧密结合在一起。测试中，这样的材料所经受住的高温甚至比标准还要高20%。

　　如果材料的问题真的得到了解决，那么上文中我们所说的两种方案之间的矛盾就将不复存在。这次技术突破的意义，绝对不可谓不重大。

　　另外，我们也不可以忽略中国今年八月在磁约束（也叫托卡马克装置）上获得的技术突破。在此之前使用磁场束缚等离子体的方案虽然解决了容器的困扰，但等离子体却“如烈马般”难以控制。然而中国的科学家却实现了将等离子体控制在一个高效的稳定态上，运行持续时间达到分钟级别。

　　两种最可行的方案，中国都已经有了各自的突破。可以说，核聚变方面的研究我们已经是走在了世界前列。

　　可控核聚变还有多远

　　即使我们在今年内连续取得了两项巨大的技术突破，但需要意识到的是真正的可控核聚变离我们还很遥远。可控核聚变的应用何时能够到来，最乐观的估计也是25年后。毕竟我们人类现在就连技术路线都还没有确定，距离实际应用那就更远了。

　　从某种意义上说，我们也可以说实现了可控核聚变，但是如今的技术水平，还难以做到总能量输出大于能量输入。毕竟研究核聚变的目的是要解决能源问题，不能实现输出＞输入，那都算不得成功。

　　尽管前路艰难，我们都注定要将核聚变技术继续研究下去。这依靠的是大量的成本的投入，但只要真正成功了，那就是不计其数的回报。

　　好在困难即便巨大，科学家们也并不认为人类不能掌控核聚变，只是时间问题而已。那样的话，我们就只能耐心地继续等下去，直到开花结果的那一天了。