人造太阳，追梦无限能源

未来社会的“主流”能源

核能是一种低排放、高效率的清洁能源，一直被视为化石能源最有希望的替代者。现在人类利用核能的方式是核裂变，而科幻作品更青睐核聚变，钢铁侠胸口的方舟反应堆，《流浪地球》中的行星发动机都是采用核聚变技术。

顾名思义，核裂变就是将大质量原子核分裂成几个小原子核，核聚变则是将小质量原子核聚合在一起。比起核裂变，核聚变有很多优势：核聚变利用氢的同位素氘和氚来实现，它们能从海洋中获取，比核裂变用到的铀要丰富得多；核聚变产生的能量远高于核裂变，每一升海水提取的氘，通过核聚变能释放约300升汽油燃烧的能量；核聚变不会产生放射性核废料，更加安全和清洁。

有这些优点，核聚变被科学家认为是未来人类的终极能源方案之一。拥有了可控核聚变，人类就拥有了掌握在自己手中的“太阳”。

困难的“可控”

但“可控”二字，何其困难。核聚变不是化学反应，是两个原子核碰撞后发生物理结合，需要巨大的压力和极高的温度催化。恒星是典型的天然核聚变“反应堆”，以太阳为例，其内部温度高达1500 万摄氏度，压力高达3000 亿个大气压，这保证了它在数十亿年的时间里，稳定地通过核聚变产生光和热。

我们要造的核聚变反应堆，自然不可能有恒星那样巨大的体积，因此需要更高的温度和压力。人类现在可以通过原子弹爆炸产生的超高温高压环境来实现核聚变，并由此造出了氢弹。但这样的核聚变是不可控的，所有的能量都会在一瞬间释放完毕。

精密的“磁笼”

想要把核聚变控制起来，就得有一个容器。然而，任何容器在上亿度的高温下都会灰飞烟灭。于是科学家设计了一种名叫“托卡马克”的磁力笼子，接入超强电流，产生比地球磁场还要强上万倍的超强磁场，将上亿摄氏度的氘氚等离子体燃料悬浮在真空管道中，跟容器不接触。

为了早日突破核聚变研究的瓶颈，人类展开了“国际热核聚变实验堆计划”，致力于建造一个可实现大规模核聚变反应的超导托卡马克，中国也参与其中。而我国独立设计制造的托卡马克装置名叫“东方超环”。

漫长的征程

“东方超环”投用以来，创造了许多世界纪录，比如实现了1 亿度高温条件下的长时间运行。但全世界的托卡马克装置离实现核聚变都仍有很长距离。要让氘氚聚变发电真正地实用化，且具有较高的经济性，就需要可控核聚变反应达到更高温度和更长持续时间。目前，一切还停留在实验阶段，“无限”能源征程依旧漫长，未来让我们拭目以待。