网易首页 > 网易号 > 正文 申请入驻

可控核聚变一旦实现,100克的核燃料,可以让一辆汽车跑多远?

0
分享至

加油站排起长队,充电桩前电动车主焦急等待,续航焦虑几乎是每一位有车族绕不开的话题。可如果告诉你,未来只要一小撮核燃料,就能让一辆家用车跑上几千万公里,你会不会觉得像天方夜谭?这个听起来近乎科幻的场景,正在因为可控核聚变的加速推进,一步步走向现实。

先来算一笔账。核聚变的能量来自"质量亏损"——两个轻原子核在极高温度下融合成一个更重的原子核,反应前后有大约0.7%的质量凭空"消失",转化成了能量。

根据爱因斯坦那个著名的质能方程E=mc2 ,光速的平方是一个天文数字,所以哪怕只有一点点质量转化,释放出的能量都极其惊人。100克核燃料中大约有0.7克质量参与转化,释放出的能量高达63万亿焦耳。



对比一下就知道这个数字有多恐怖。1克汽油完全燃烧只能放出约4.6万焦耳能量,1克核聚变燃料却能释放约8.9亿焦耳,是汽油的1.9万倍。

即便是被视为高能量密度代表的核裂变,也仅是汽油的1.7万倍,核聚变还比它多出约8%。以一辆百公里油耗8升的普通家用车为参考,100克核聚变燃料的能量理论上可支持它跑约2300万公里,相当于沿赤道绕地球575圈。

就算把发电效率30%、电动机效率90%这些实际损耗算进去,最后落在轮子上的能量,也够跑620万公里,绕地球155圈。

更现实一点看,把核聚变塞进汽车的引擎盖底下短期内并不靠谱。更可行的路径是建聚变电站给电动车充电。



以百公里耗电12.5度、能耗约4.5亿焦耳的普通电动车为例,100克核聚变燃料能提供大约4460万公里的续航里程,相当于地球到月球往返60次。这样的数字,足以让任何续航焦虑成为笑话。

那么核聚变燃料从哪里来?这是聚变最迷人的一点。Helion 能源公司的 CEO David Kirtley 在与 Lex Fridman 的对话中反复强调,聚变的燃料来源近乎无限。

主要燃料氘广泛存在于地球海水中,每升海水含有约0.03克氘,全球海水中氘的总储量高达45万亿吨,足够人类使用数亿年,其提取成本极低,甚至比进口石油还便宜。

另一种燃料氚虽然在自然界几乎不存在,但在聚变堆的包层里装入锂金属,聚变产生的中子轰击锂-6就能生成氚,形成"氚-锂循环"的自持供应。青海盐湖的锂资源储量约1500万吨,占全球三分之一,这为国内未来的聚变燃料自主保障留足了底气。



核聚变最让人放心的地方是安全性。核裂变依赖链式反应,一旦控制失效可能酿成大祸;而核聚变对温度、密度和约束条件苛刻得近乎"挑剔",任何一点扰动都会让反应瞬间停下来,压根不存在"熔毁"这种事。

David Kirtley 用了一个形象的说法:即便有陨石砸到聚变电厂,装置内的燃料量小到以克计,也不会造成大规模灾难。更关键的是,聚变反应堆的燃料和机制与核武器有本质区别,不可能被拿去造炸弹,这也是它被寄予厚望的重要原因。

反应产物主要是氦和中子,不产生长寿命放射性废料,其少量副产物的监管方式,更接近粒子加速器而非传统裂变堆。氦气本身还是稀缺资源,可用于医学、科研和航天领域。



从地缘政治角度看,能源垄断长期以来是国际冲突的根源之一。如果聚变能真的普及,各国都能靠自家海水实现能源自主,围绕石油天然气的博弈会变得越来越没意义,全球格局也会因此重塑。

技术路径上,David Kirtley 领导的 Helion 走的是一条与主流不太一样的路——脉冲磁惯性聚变,核心技术是场反转位形(FRC)。简单说,就是在微秒级时间内快速反转磁场,诱导等离子体"自组织"成一个闭合的磁场结构,实现自我约束。这种高

β 等离子体能量利用效率极高,但稳定性是一大难题。Helion 通过千兆赫兹级的计算能力和 FPGA 实时控制,配合光纤传感器、罗氏线圈等诊断工具,把这道难关啃了下来。



Helion 最有想象力的地方在于"直接能量转换"。传统裂变电站要靠加热水推动蒸汽轮机发电,效率只有30%到35%;而 FRC 系统能把聚变产生的带电粒子直接感应发电,效率高达80%到85%。

David 打了个比方,这就像活塞发动机一样,电能"打"进等离子体形成压缩,聚变释放的能量又把等离子体"推回来",电能以95%的效率被电容器回收。

这种玩法直接绕开了热循环这一大坎,对成本和电价的压制是碾压式的。在燃料上,Helion 选的是氘-氦三路线,中子少、带电粒子多,更适合直接发电。

在工程文化上,Helion 崇尚"建造者优先"。David 分享了一个反直觉的观点:造一百个原型件,往往比精心打磨一个更快。团队甚至通过 eBay 淘二手零件加速研发。



这种小步快跑的做派,让 Helion 在短短几年里迭代了七代原型机,从早期的 IPA 一路做到 Trenta。按照与微软2023年签下的电力购买协议,Helion 计划在2028年建成全球首座商业化聚变电站 Orion,选址美国华盛顿州 Malaga,为微软的数据中心提供至少50兆瓦清洁电力。

回到国内的进展,可控核聚变这场竞赛,中国跑得也很快。

2025年1月20日,位于合肥的"东方超环"(EAST)实现了1亿摄氏度稳态高约束等离子体运行1066秒的世界纪录,把2023年自己创下的403秒纪录直接提升了近两倍多。



虽然一个月后法国 WEST 装置又以1337秒反超,但 EAST 在高约束模式下累计注入能量3.05吉焦的表现,仍然是聚变工程史上的一个里程碑。

紧接着,位于合肥的紧凑型聚变能实验装置 BEST 也进入总装阶段,官方公布的目标是2027年建成,力争成为人类历史上首台真正意义上实现聚变发电的装置。2025年11月,中国科学院还依托 BEST 启动了"燃烧等离子体"国际科学计划,向全球聚变界发出邀请。

产业端的热度同样在飙升。上海正快速成为国内核聚变的产业聚集地,从"国家队"中国聚变能源公司到民营的星环聚能、能量奇点、东昇聚变、诺瓦聚变等多家企业纷纷落地,已确定建设的聚变装置至少有8座。



2026年6月,走氘-氦三差异化路线的东昇聚变刚刚完成1亿美元新一轮融资,星环聚能累计融资突破20亿元,跻身独角兽行列。

国际热核聚变实验堆 ITER 计划于2035年前后实现全功率运行,中国承担了其中18个核心部件的制造任务。业内主流的预测是:2035年前后国内 CFETR 有望实现持续能量增益和氚自持,2045年建成商用堆,2050年前后小型化聚变堆有望进入量产阶段。

当然,把庞大的聚变装置塞进汽车,短期内不现实。目前 ITER 直径30米、高60米、重达2.3万吨,光是这体量就注定它进不了车库。装置小型化的关键在于把磁场做得更强,2025年3月国内企业研发的"经天磁体"把磁场强度做到了21.7特斯拉,为紧凑型聚变堆打开了一扇窗。



材料难题同样棘手,聚变产生的高能中子长期轰击会让部件脆化,反应室内壁一边要面对上亿度等离子体,一边又要贴近极低温超导磁体,对材料的要求近乎"变态"。国内科研机构正在研发新型抗辐射钛合金和低活化钢,只是离大规模应用还要时日。

回到最初那个问题——100克核燃料能让汽车跑多远?答案不只是2300万公里那么简单。它背后指向的,是一场关于能源、出行、算力乃至整个人类文明形态的深度重构。也许再过二十年回头看,今天为几毛钱油价涨跌焦虑的日子,会像我们现在回忆煤油灯一样,恍如隔世。

声明:个人原创,仅供参考

特别声明:以上内容(如有图片或视频亦包括在内)为自媒体平台“网易号”用户上传并发布,本平台仅提供信息存储服务。

Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.

相关推荐
热点推荐
场均17+5+7也被放弃!雄鹿正式裁掉小波特:新赛季15+2阵容出炉

场均17+5+7也被放弃!雄鹿正式裁掉小波特:新赛季15+2阵容出炉

罗说NBA
2026-10-20 05:35:19
一次精日作死,彻底毁掉一辈子:留学生陈宇昕面临的四条绝路

一次精日作死,彻底毁掉一辈子:留学生陈宇昕面临的四条绝路

莫地方
2026-10-19 22:38:55
一男子成都租走坦克300,失联半年后GPS竟在境外上线,警方介入调查

一男子成都租走坦克300,失联半年后GPS竟在境外上线,警方介入调查

红星新闻
2026-10-19 16:47:20
泽连斯基下令袭击普京家乡,此前鲁比奥说乌未获“星盾”使用权打击俄本土

泽连斯基下令袭击普京家乡,此前鲁比奥说乌未获“星盾”使用权打击俄本土

新民周刊
2026-10-19 13:12:33
国防大学原教研室主任黄彬将军逝世,享年84岁

国防大学原教研室主任黄彬将军逝世,享年84岁

澎湃新闻
2026-10-19 12:26:31
央媒定调“尊界刹车门”事件:各打五十大板,懂车帝危险了

央媒定调“尊界刹车门”事件:各打五十大板,懂车帝危险了

鸣金网
2026-10-18 16:59:30
日本网友:福原爱穿透视装出镜看着真让人难受 她以前可是国民妹妹

日本网友:福原爱穿透视装出镜看着真让人难受 她以前可是国民妹妹

劲爆体坛
2026-10-18 07:59:06
科兴疫苗再上热搜!当年打满三针的人,最想知道这个答案

科兴疫苗再上热搜!当年打满三针的人,最想知道这个答案

荷兰豆爱健康
2026-10-19 18:42:43
10月19日俄乌最新:超大规模袭击与创纪录的歼敌人数

10月19日俄乌最新:超大规模袭击与创纪录的歼敌人数

西楼饮月
2026-10-19 20:48:20
生意有赚有赔,市场规则能不能说变就变?

生意有赚有赔,市场规则能不能说变就变?

智谷趋势
2026-10-15 10:45:35
50岁女星李小冉官宣离婚,自曝与徐佳宁去年已离,两人结婚11年,没有子女

50岁女星李小冉官宣离婚,自曝与徐佳宁去年已离,两人结婚11年,没有子女

叨唠
2026-10-19 20:30:52
“炸裂”!刚刚,马斯克宣布:给每个美国孩子发股票

“炸裂”!刚刚,马斯克宣布:给每个美国孩子发股票

中国基金报
2026-10-19 18:06:53
每月1000多社保占了工资的一半!社保扩面找得到人,却恐怕留不住人

每月1000多社保占了工资的一半!社保扩面找得到人,却恐怕留不住人

三言四拍
2026-10-19 20:26:19
中国驻菲律宾大使就菲反华政客污蔑抹黑中方言论向菲外长拉扎罗提出严正交涉

中国驻菲律宾大使就菲反华政客污蔑抹黑中方言论向菲外长拉扎罗提出严正交涉

环球网资讯
2026-10-19 21:32:11
网传社保新规11月1日实施,自愿放弃社保无效,网络炸锅...

网传社保新规11月1日实施,自愿放弃社保无效,网络炸锅...

慧翔百科
2026-10-19 08:43:01
深度长文:男人为何总纠结尺寸?数据告诉你,焦虑从来不是为了取悦女人!

深度长文:男人为何总纠结尺寸?数据告诉你,焦虑从来不是为了取悦女人!

宇宙时空
2026-10-19 11:53:13
皇马19岁过人王成功夺权:独造4球+全队最高分 1.4亿欧的穆帅法宝

皇马19岁过人王成功夺权:独造4球+全队最高分 1.4亿欧的穆帅法宝

风过乡
2026-10-19 08:02:25
第一作者承认,新冠疫苗论文造假

第一作者承认,新冠疫苗论文造假

药时空
2026-10-19 18:54:21
公安部172号令:年满70岁,不能骑普通二轮、三轮摩托车

公安部172号令:年满70岁,不能骑普通二轮、三轮摩托车

生活魔术专家
2026-10-19 10:07:17
3.23亿老人背后,“个人是养老第一责任人”,这话到底说给谁听?

3.23亿老人背后,“个人是养老第一责任人”,这话到底说给谁听?

八荒果子
2026-10-19 10:39:31
2026-10-20 06:47:00
浩渺青史 incentive-icons
浩渺青史
品读历史,分享人生
5620文章数 711关注度
往期回顾 全部

汽车要闻

不知道二代海鸥多好玩? 上赛道跑两圈 很过瘾的

头条要闻

中国留学生披旭日旗事件最新进展:目前已被遣返

头条要闻

中国留学生披旭日旗事件最新进展:目前已被遣返

体育要闻

从NBA退役10年后,他真去警局上班了

娱乐要闻

奚梦瑶回应重返维密:还是很开心的

财经要闻

黄奇帆之子往事:从广微系到魏桥的跳跃

科技要闻

王晟:近千亿资金涌入后 具身智能开始退烧

态度原创

亲子
健康
手机
时尚
家居

亲子要闻

无论和谁相处,这八个忠告一定要牢记!

看着很健康的人,怎么会突然猝死?

手机要闻

2026年三季度印度智能手机市场遇冷,iPhone销量下滑20%

中国第一位女指挥:97岁,不退休,不退场

家居要闻

2026建博会(广州) 公装联探展交流活动

无障碍浏览 进入关怀版