我们离可控核聚变还有多远？如何实现可控核聚变？

人们常说“科技使社会进步”，但是科技的进步也是有前提的，人类学会制造火才从茹毛饮血的原始社会解放出来，发现煤炭、石油才开启了工业革命，这些能源就像“大米”，人类如果没有这些能源，就是巧妇难为无米之炊，怎么也发展不起来的。

传统能源

然而，这些能源尤其是推动人类社会飞速发展的化石能源，并非是取之不竭的，有朝一日用完就没了，而且燃烧化石能源还会导致我们的环境以及气候异常变化，因此我们正面临着严重的能源危机。为了继续发展，人类势必要寻找新的能源，于是核能就跳进人们的视线了。核能威力巨大，并且可持续使用，是一个绝佳的新能源。

核能

那么，如今人类核能的研究到了哪一步呢？如何实现核能的利用呢？

什么是核聚变？

核聚变，听名字就知道与核能有关，事实上核聚变确实是核能的一种，与核裂变是一对双胞胎兄弟。大多数人对核裂变、核聚变都只闻其名，不见其人，根本不知道它们是啥，并且对核裂变与核聚变两者傻傻分不清。那么核聚变究竟是什么呢？核裂变与聚变有何不同？

核聚变

虽然看起来这两个名词极其拗口，但实际上我们无时不刻都在感知它们，我们每天沐浴的阳光就是太阳内部核聚变产生的。而到夜间时，看着城市里的万家灯火，也许其中一盏就有可能是核电站发出的，而核电站的电能来自于核裂变。所以就先后而言，人们先发现了核聚变，后发现了核裂变，不过倒是不约而同的都被运用到武器设计中，成为左右战局的决定性武器。

核裂变

1932年，澳洲科学家马克·奥利芬特发现了核聚变反应，即两个较轻的原子核反应生成一个较重的原子核和一个极轻的核，并爆发出大量的能量。当科学家见识到这股巨大的能量之后，想着要是能够控制这股能量，那还用去打什么石油井，直接用着这个不香吗？然而经过实验发现，核聚变反应十分不可控，因此只能遗憾地放弃了使用核聚变的想法。

核裂变与核聚变

不过，核聚变实验没成功，但核裂变实验成功了。人们通过制造核反应堆，能够有效地控制裂变的反应程度，因此核裂变虽是弟弟，论实用性却是核聚变拍马难及的。但是，因为裂变的原料是铀元素，有放射性，并且经常产生核废料，对环境的污染比较多，一旦发生核泄漏，就会引发绝地千里的事故，切尔诺贝利事件就是前车之鉴。

又

因此，即使已经有了可控的核裂变，人们也还是要钻研聚变技术。毕竟聚变的原料就是氢原子的重同位素，氘与氚，十分的安全并且取之不尽。但是相较于已经可控的核裂变而言，可控核聚变的影子都没有一个。人类何时才能将这无处不在的核聚变利用起来呢？

实现可控核聚变之路，有多远？

上世纪三十年代初期，核聚变的原理就已经提出，并且科学家在实验室中通过加速器加速实现了核聚变，但是由于实验室核聚变产生的能量比加速器的能量还小，相当于“马儿吃了草又不跑”，因此核聚变反应只能搁置下来。大约到五十年代时，美国科学家制造了不受控制的核聚变，也就是氢弹爆炸。这次实验，科学家看到了核聚变远超于核裂变的能量，二者之间就好像是大海与小溪的关系。

氢弹爆炸

不过，科学家虽然掌握了不受控制的核聚变，但是不受控制的就不能向人类社会提供平稳、持续的能量输出，也就不能应用在社会的方方面面，所以我们还是要实现可控核聚变。那么，为啥人们不能实现可控核聚变呢？

其一，出现核聚变的温度太高了。以太阳为例，太阳外部的高温已经是五、六千度，那么太阳内部也就是发生聚变反应之处温度应当更高。其二，燃料氘与氚的密度要达到一定的临界点，并且只有同时满足以上几点，才有可能实现聚变。但是“理想是丰满的，现实是骨感的”，首先温度就给人迎头一击，更别提后面的，所以可控核聚变之路任重道远。

太阳内部核聚变

路是人走出来的，即使可控核聚变的难度难于上青天，我们的科学家还是找到了能够实现它的办法，即惯性约束（激光约束）、磁性约束（托卡马可实验设备）。目前学界对于可控核聚变的反应都集中在利用托斯马可装置上。我国大约从上世纪中叶就开始研究可控核聚变，虽然途中有些许波折，但是我国在此领域取得了不俗的成绩。

我国全超导托斯马可装置

1994年，我国建成第一台超导托斯马可装置，跻身国际核聚变物理前列。2006年，又建成EAST装置（人造太阳），并且我国的“人造太阳”装置，在我国设计师的不断改进下，技术已经处于国际领先地位，也许在不远的未来我们就能实现可控核聚变了。

核聚变，能够利用在哪些方面？

那么，科学家千辛万苦制造出了可控核聚变究竟有什么妙用，值得国家投入这样大的精力去制造？首先，核聚变是一种清洁能源，并且还是可再生能源。近年来，人类大量燃烧石油、煤炭，不断排放温室气体，给地球环境带来重大伤害，从而引起气候危机，出现极端天气以及物种灭绝，这就像是大厦将倾的前兆。

核废料都有多种用途

因此，为了挽回局面我们就要从根上治病，否则就是治标不治本，怎么治本？改变能源结构，使用清洁能源。其次，核聚变的能量巨大，比现在使用的裂变起码强几百倍。一旦，核聚变成功，现有的能源体系的速率将提高几百上千倍。

核电站发电原理

其次，核聚变可以应用在核电领域，取代现在的裂变反应堆，不仅能量输出更大，从涓涓细流到汪洋大海。而且聚变还更干净，更健康，因为它几乎没有放射性，以及核废料少。此外，还有航空航天事业，如果用核聚变做燃料，那么我们的航天飞船速率可以达到2.5千米/秒，加快人们星际探索的脚步。

结语

道路是曲折的，前途是光明的。虽然，现在我国的可控核聚变之路还在曲折中前进，但是我们的研究已经走上了正轨，假以时日就能实现这一伟大成就，届时我们就能成为一个能源大国，拥有取之不尽的能源，为地球的环境保护添一份力。