近日，號稱“人造小太陽”的東方超環(EAST)又獲突破，該裝置實現了加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度達到1億度，該信息一經爆出，不僅在科學界引起了廣泛關注，就連吃瓜群眾也加入了討論，彷彿核聚變商業化之路近在眼前，尤其是在當今節能減排的時代背景下，作為理想中的清潔能源——核聚變更是成為了社會關注的焦點。
而在此之前，也有不少公司基於核聚變理論提出了小型化的設想，其中頗具信服力的就屬洛克希德·馬丁公司提出的小型化核聚變裝置，而參與此次研究的正是大名鼎鼎的“臭鼬工廠”，而洛克希德·馬丁公司也放出豪言，號稱10年後就可量產小型化核聚變裝置，將為家庭、汽車甚至飛機提供近似無限的能源。
從舉國之力發展的東方超環（EAST）、ITER 、Wendelstein 7 x以及美國的國家點火裝置，發展到如今仍剛具備初級實驗階段，距離商業化更是遙遙無期，到洛克希德·馬丁10年內量產核聚變裝置的豪言。核聚變應用到底有何奧秘，新能源汽車有望被洛克希德·馬丁改寫嗎？想要解釋這些問題，我們就需要為大家解讀核聚變的前世今生。
理想中的可控核聚變
其實，核能作為原子能，與我們熟知的化學能原理極為不同，釋放的能量也不是一個數量級的，而對於原子能的研究很早就已經展開了，而第二次世界大戰時期，美國向日本投放了兩顆原子彈讓世人見識了原子能瞬間釋放出的龐大能量，十年之後，蘇聯建成了世界上第一座核電站，開始了核能的商業化運營之路。
人類現如今掌握的原子能主要以核裂變以及核聚變兩種形式，核裂變主要原料為鈾、鈈等重元素作為原料，而核聚變則以氘、氚等元素作為原料。根據愛因斯坦的提出質能轉換公式，輕核子聚變後可釋放出巨大的能量，而重核子聚變則需要吸收大量的能量以彌補質量虧損，因此，核聚變適合更輕的核子，反之，裂變則適合更重的如鈾、鈈等重核子。
核裂變原理主要是採用高能粒子將核子中的質子拆開，平衡的原子核被打開，釋放出能量的同時還可產生多餘的中子繼續轟擊其他原子核，完成核裂變。但核裂變缺陷卻異常明顯，首先是適合裂變的重元素材料非常稀少且難以獲得，另一個缺陷是核輻射和核廢料的問題。所以核裂變不能成為人類的終極能源形式。
核聚變則是另外一種釋放方式則是讓原子核儘量接近，達到相互作用力之後，不同的原子核就能打破界限，結合成為更重的元素並釋放出大量的能量，且核聚變材料取之不盡，輻射以及衰變期都非常短，可謂是人類理想中的清潔能源。
據悉，如若採用核聚變燃料氘，按照當前的能源消耗量，地球上的氘夠人類用900億年。不僅儲量大，而且價格較低，1kg重水（一氧化二氘）的價格大約是7000人民幣，而1kg重水用於聚變可以產生大約8*107千瓦時（八千萬度電）的能量，按目前電價算，等價於四千萬人民幣，差不多是一本萬利。
但遺憾的是，可控核聚變的難度超出了科學家們的想象，首先，作為反應體的混合氣體需要被加熱到等離子體狀態，需要大約10萬攝氏度，在足夠高的溫度下原子核才能自由運動。如果僅僅如此，同樣帶正電的原子核在庫倫力的作用下依舊無法結合，想要克服核子之間的斥力，就需要進一步加溫，這一階段需要上億的溫度，使核子相結合成為可能。而反應一旦發生就會產生鏈式反應，就不需要外來能源的介入了。
但可控式核聚變面臨的問題超出了我們的想象，首先是上億的溫度如何達到和控制，核子瞬間釋放的能量如何收集應用等等，而目前實現可控核聚變的主流技術路線有兩個，一個就是以ITER為代表的託卡馬克裝置，一個就是美國國家點火裝置。而我國的東方超環(EAST)就是基於託卡馬克原理建造而成的。
國家點火裝置主要是採用多根激光產生的高溫來產生短暫的加熱，待反應過後收集能量，而後進行下一步反應，國家點火裝置正在試驗192個激光器聚焦於同一點，但從進展來看，仍處於初級階段。而託卡馬克主要是採用磁力使等離子體高速旋轉，可形成變相的盛放，但進展依舊屬於試驗性質。這類裝置對於材料、溫度控制要求極高，這也是為何在氫彈出現的半個多世紀後，人類依舊難以有效的從核聚變中獲取穩定的能量。
是劍走偏鋒還是坑蒙拐騙的“冷核聚變”
在核聚變難以出現進展的時候，一種冷聚變的理論出現在我們的視線中，在二戰期間，德國科學家發現，潛水艇螺旋槳在水中旋轉帶起的水泡中會有發光現象，有人解釋稱：“水泡在爆裂時，能在極小的區域形成極高的溫度，從而引發了核聚變”，但這種解釋一直不被主流科學界所認同。
此外，在1989年3月23日，美國猶他大學的彭斯和英國南安普敦大學的弗萊西曼舉行新聞發佈會，宣稱在實驗室的小型裝置上，用鈀作陰極電解重水，實現了常溫常壓下的"冷核聚變"，但後來被證實是一場科學醜聞，更為“冷核聚變”這種理論潑了一盆冷水。
我們從洛克希德·馬丁公司提出的小型化核聚變裝置設想來看，基本是屬於“冷核聚變”的範疇，雖然由大名鼎鼎的“臭鼬工廠”提供支持，但想要短時間內量產小型化核聚變裝置，是劍走偏鋒還是隻是一種宣傳手段，我們靜等時間的驗證。
但假設如果小型化核聚變裝置真能夠量產，將對我們生活產生什麼樣的影響？我們大膽設想一下，首先，小型化核聚變裝置將會影響人類社會的發展，加油站以及電廠基本不再需要，汽車將首先應用並擺脫能源的影響。其次，軍事上將都不再有海陸空天潛的區分了，科幻電影中上天入地無所不能的飛碟將成為現實。在製造方面，無限能量供給結合3D打印技術，能夠生產各種需要的東西，包括糧食等，物質匱乏將成為過去式。無限的能量供給，跨星系的航行也將成為可能。
不過，歸根到底，這種設想是建立在核聚變商業化運營的基礎之上，在核聚變尚處於試驗階段的當下，如何儘快完成階段性的突破才是亟待解決的問題，在舉國之力的持續投入下，如果難以出現階段性的突破，核聚變很可能將被其他更易實現的新能源路線所替代，屆時，想要擁有近乎無限能源的汽車，估計要等到星際旅行時代了。
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