核聚变有多诱人？科学家：0.6吨核聚变燃料，相当于200万吨优质煤

可控核聚变被人类称为"无限的清洁能源"，也就是说，一旦掌握了可控核聚变技术，人类便可拥有近乎无限的能源可供使用，从此不必再担心能源短缺以及环境污染的问题。

当前人类所使用的能源主要来源于石油和煤炭，而这些化石能源是有限的，终有耗尽的一天。

因此，必须设法从根本上解决这一问题，而可控核聚变正是这一问题的答案。

回望人类的能源利用史，会发现一个颇为有趣的现象，从祖先从树上下来开始直立行走，到发射火箭把宇航员送上太空和月球，在这几十万年里，人类对能源的使用方式几乎没什么根本性的改变。

不论是古代的钻木取火、柴草煤炭，还是近代以来的石油和天然气，这些能源在本质上都属于化学能，都是通过破坏燃料的化学键来获得能量。

就连现代化的发电厂，其电能的产生方式，说到底也不过是简单粗暴的"花式烧开水"而已——烧煤烧气产生高温蒸汽，推动汽轮机旋转，进而带动发电机运转。

这样的能源利用方式，效率并不算高，而且始终受限于化石燃料的储量。

要想真正跳出这一循环，就必须找到一种全新的、能量密度远超化学能的能源形式。而核聚变，恰恰就是这样一种候选者。那么，为什么说掌握了可控核聚变技术，就意味着拥有近乎无限的能源？

核聚变是较轻的元素结合为更重的元素并释放能量的过程，人类所使用的核聚变燃料，与太阳当前所燃烧的燃料相同，均以氢核聚变为主。之所以强调是"与现在的太阳"燃料相同，是因为恒星在每个演化阶段，其核心所进行的核聚变燃料是不同的。

在主序星阶段，恒星以氢为主要燃料，更准确地说，是以氢的同位素进行聚变反应；而当恒星走过主序星阶段之后，其核心的聚变反应则会逐步转变为重核聚变。重核聚变启动的条件要比轻核聚变苛刻得多，人类目前尚无法启动重核聚变。

太阳现在正处于主序星阶段，所以与人类目前所使用的核聚变材料相同，均为氘和氚。这便是太阳核聚变燃料随演化阶段而变化的大致情况。

氘和氚都是氢元素的同位素，氢没有中子，氘拥有一个中子，氚则拥有两个中子，这是三者之间的主要区别。当以氘和氚作为聚变燃料时，一个氘原子与一个氚原子会结合形成一个氦原子，在这一过程中会伴随质量的损失。

根据核聚变反应释放能量的机制，也就是爱因斯坦著名的质能关系式：=2可以得知核聚变反应中的质量损失能够释放出巨大的能量。

这里的是光速，其数值极为庞大，即便是极其微小的质量亏损，一旦乘上光速的平方，所释放的能量也是惊人的。那么这份能量究竟有多大呢？

平均一克氘氚核聚变所产生的能量，就相当于8吨汽油燃烧所释放的能量。换一个更直观的对比来看，仅仅0.6吨的核聚变燃料，所能释放的能量就相当于200万吨优质煤炭燃烧的总和。

两相比较，化学能和核能之间的鸿沟一目了然。由此可以想见，核聚变的能量释放能力是何等强大。那么，氘和氚这两种燃料又要到哪里去寻找？它们的总量究竟有多少？是否同样会有用完的一天？

氘和氚可以从海水中直接获取，也就是说，可控核聚变一旦获得成功，人类将能够以海水作为能源来源加以利用。一升海水中大约含有30毫克的氘，因此，若是将一升海水中的氘全部用于核聚变反应，那么它所释放的能量就相当于300多升汽油的能量。

一升海水就可抵得上300多升汽油，这是一个相当惊人的概念。

要知道，地球表面约有71%都被海洋所覆盖，海水的总量以立方公里计，这意味着未来的能源基地几乎就在我们脚下、在触手可及的每一片海域之中。

而海水中氘的总量约为40万亿吨，按照目前全世界消耗能源的速率来计算，全球海水中的氘所能产生的聚变能可供人类使用数百亿年之久。而根据科学家的估算，太阳的剩余寿命大约仅有50亿年。

也就是说，一旦掌握了可控核聚变技术，即便到了地球毁灭之时，人类的能源也依然不会耗尽。正是在这个意义上，可控核聚变被称为"无限能源"。

与此同时，核聚变还有一个不容忽视的优点——清洁。氘氚聚变的主要产物是氦，一种无毒、无害、化学性质极为稳定的惰性气体，不会像化石燃料那样排放大量二氧化碳、二氧化硫和粉尘颗粒，也不会像重核裂变那样留下大量长寿命的放射性废料。

这就意味着，人类不仅能够获得近乎无限的能源，还能同时摆脱困扰工业时代已久的环境污染和气候变化问题。

当然，要真正驯服"人造太阳"绝非易事。核聚变反应之所以能够在太阳内部持续进行，是因为太阳核心拥有1500万度左右的高温和极其巨大的引力压强。

而在地球上，缺少太阳那样的引力约束，为了让氘氚等离子体维持稳定的聚变状态，反应堆内部的温度必须达到1亿度以上——这大约是太阳核心温度的六七倍。如何在如此极端的高温下，用磁场将等离子体稳定地"托住"，是几十年来全世界科学家共同面对的核心难题。

在此前的内容中还曾经提到，我国的东方超环目前处于世界可控核聚变实验装置的最前列，正一步步走向成功。它已经多次刷新等离子体高温运行时间的世界纪录，为人类真正走向聚变发电积累着宝贵的实验数据。

因此有理由相信，在不久的将来，我国必将率先带领人类进入无限能源的全新时代。

总的来说，从钻木取火到花式烧水，人类几十万年始终困在化学能的圈子里，而可控核聚变有望彻底跳出这个循环。

0.6吨燃料抵得上200万吨煤，一升海水相当于300升汽油，40万亿吨氘足够人类用上百亿年——这些数字勾勒出的，是一幅几近梦幻的能源图景。

从化石能源的日益枯竭，到海水中取之不尽的氘核储备，从"花式烧开水"的传统模式，到1亿度高温下的人造太阳，可控核聚变承载着人类对未来最深的期待。

当东方超环的磁场一次次点燃等离子体的那一刻，我们距离那个不再为能源发愁的新时代，其实已经不再遥远。