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笔者 东邪
民以食为天 ， 对于我们普通居民而言 ， 每天最关心的问题就是衣食住行 ， 这是人类摄取能量的主要来源 。 而对于整个国家而言 ， 食物就是能源 。 在这个世界上 ， 能源的重要性不言而喻 。 如果没有能源 ， 生物就无法生存 ， 我们所居住的地球也将陷入一片寒冷 。 爱因斯坦的质能方程阐述了一个道理 ， 世界上这么多物质存在相当于能量的存在 。

进入工业社会以来 ， 世界各国的主要能源来源都是石油以及煤矿 ， 石油更是被喻为“工业社会的血液” 。 在路上跑的汽车需要燃烧汽油作为能源 ， 天上飞的飞机需要燃烧航空煤油作为能源 ， 水里游的巨轮需要燃烧柴油作为能源 。 这些燃油的来源都是通过石油分解而成 。 而我们生活中离不开的电能 ， 也是通过发电厂燃烧煤矿而来 。

随着人类文明的进步 ， 世界各国的领导人逐渐意识到石油与煤矿的不可再生性 ， 开始开发新的能源 。 比如说我们常见的风力发电 ， 水力发电 ， 太阳能发电 ， 以及其他的可再生能源 。 虽然这些能源是可再生的 ， 但是它们也并不完美 。 比如说水力发电需要拦河建坝 ， 影响上下游的生态系统 。 既然如此 ， 人类未来的能源问题该如何解决呢？
最终的答案是什么？
我们刚才说到 ， 人类社会目前主要的能源来源是石油以及煤矿 。 我们不妨将目光看向历史长河的尽头 。 石油以及煤矿的形成 ， 是由于远古时期的动物和植物残骸经过上百万年的沉积作用 ， 最终变成了埋在地底下的能源 。 而在这上百万年的时间里 ， 太阳的作用功不可没 。 所以人类能源来源的最终答案 ， 其实就是每天东边升起 ， 西边落下的太阳 。

可是太阳一直就在太阳系的中间 ， 并不会变动 ， 我们岂不是已经掌握了答案？其实不然 。 虽然我们已经能够在市场上找到需要与太阳能有关的产品 ， 但是这些太阳能产品的利用率低得可怜 ， 除了一些特定的领域 ， 甚至无法满足日常使用的要求 ， 更像是一个玩具 。 即使是大型的太阳能发电项目 ， 也需要在日照时间较长的西藏地区 ， 到了晚上就会变成摆设 。

由于太阳距离地球实在是太远了 ， 而且由于地球存在自转以及公转的性质 ， 所以直接利用太阳远距离辐射的能源是无法满足人类的需求 。 既然如此 ， 我们不妨大胆脑洞一下 ， 如果我们在地球上制造出一个小型的人造太阳 ， 不就拥有无穷的能源了吗？也许这真的不是水中之月 ， 科学家们已经在这条路上耕耘了很久了 。
怎么制造出“小太阳”呢？
要想制造出小型太阳 ， 我们首先要了解的就是太阳是怎样给我们提供能量的 。 在太阳的内部 ， 每时每刻都在发生着核聚变反应——两个质子与两个中子发生反应 ， 形成一个氦-4核子 。 在这个过程中 ， 反应前后质量亏损了百分之七 。 根据爱因斯坦提出的质能方程 ， 质量的损失就意味着释放出大量的能量 ， 所以我们才可以每天看到万丈的光芒 。

看起来非常简单的“核聚变反应”五个字 ， 看起来却是难以翻越的技术难题 。 之所以太阳能够无时不刻地发生核聚变反应 ， 除了太阳本身就是由无穷的质子与中子构成 ， 拥有数不尽的原材料 。 太阳的超高温度和压强都是地球上所有物质难以企及的量级 。
虽说如此 ， 但是聪明的人类还是找到了方法发生核聚变反应 ， 那就是氢弹 。 当科学家已经制造出原子弹之后 ， 就尝试着利用原子弹爆炸时产生的高温和高压来作为核聚变反应的条件 。 所以氢弹的结构就是一个原子弹加上核聚变的原料 。 当然 ， 与原子弹一样 ， 氢弹的爆炸是一种不可控的反应 。 如果我们想利用核聚变作为能量的来源 ， 就得实现核聚变的可控化 。
【国际热核聚变实验堆|“人造太阳”突破难关，温度超过1亿摄氏度，中国这次领先全球！】分页标题#e#
说到原子弹 ， 可能就有小伙伴认为 ， 既然我们已经能够利用核裂变产生能源 ， 地球上已经有大量的核电站 ， 同样是核能 ， 为什么还要研究核聚变反应呢？首先 ， 虽然核聚变与核裂变都是核反应 ， 但是在相同单位的原料下 ， 核聚变反应释放出来的能量比核裂变要高几个数量级 。
其次 ， 核裂变反应的原材料是铀或者钚等大质量的元素 ， 它们的矿产同样是不可再生资源 。 不仅如此 ， 核裂变反应还会产生其他具有放射性的元素 ， 危害地球上的生物 。 而核聚变反应的原材料是氘和氚 ， 在海洋中拥有大量的储量 ， 基本上可以说是无穷无尽 。 而且核聚变反应的生成物也对地球没有危害 。

核聚变研究有何进展？
前段时间 ， 我国研究核能的科学家们突破层层难关 ， 研究出了环流器二号 。 在环流器的核心部位 ， 温度已经可以高达1.5亿摄氏度 。 实验成功进行 ， 不仅完成点火 ， 而且还能产出电能了 。 但即便如此 ， 这也不算是完全掌握了核聚变反应 。

虽然1.5亿摄氏度已经远远超过了太阳内部核聚变反应的温度 ， 但这是因为太阳内部核心的密度非常大 。 我们在尝试推铅球的时候已经能感受到它的密度非常大了 ， 然而太阳的密度甚至是它的好几倍 ， 所以太阳核聚变反应的温度才不需要那么高 。
虽然离人造小太阳已经非常接近了 ， 但是科学家们依然面临着两座大山 。 第一是还未能实现核聚变的盈亏平衡 ， 也就是说产出的能量还不如运行装置消耗的能量多 ， 得不偿失 。 第二是即使能够实现核聚变反应 ， 如何将其转化成电能？由于核聚变反应特殊的性质 ， 并不能像核裂变反应一样“烧开水” 。

虽然我国还未能实现核聚变能源的梦想 ， 但是许多技术已经走在了世界的前列 。 相信随着时间的推移 ， 我国的科学家们一定会打破技术的壁垒 ， 实现中国的“太阳梦” 。

来源：(问天使者)

【】网址：/a/2021/0202/kd671479.html

标题：国际热核聚变实验堆|“人造太阳”突破难关，温度超过1亿摄氏度，中国这次领先全球！