更清潔更高效的」核聚變「為什麼還沒能真的實現呢？

隨著全球範圍內資源的大量開採，現階段全球範圍內未被開採的資源也不能滿足未來人類長久生存下去的高消耗需求，所以早在幾十年前科學家就在想法設法研發一種能夠一勞永逸般永久提供能源的裝置，在這一背景下核電站出現了，其利用中子轟擊核原子裂變過程中釋放的大量熱能，來加熱冷卻水，繼而通過蒸汽輪機帶動發動機工作持續不斷的產生電能，並且這一技術還被應用到包括航母/潛艇/破冰船等領域用於替代現有的燃機動力。

煤礦開採造成環境破壞

核電站

核動力航母

核裂變相比現有的化石燃料而言優點是很多的，比如其壽命更長，而且汙染更小等，比如幾千克的核燃料釋放出來的能量就相當於幾十萬噸燃煤或者幾十萬桶石油產生的經濟價值，所以自核電站商用化以來，雖然在這個過程中曾因為操作失誤等問題爆發了車諾比/美國三裡島/日本福島這類危害等級很高的核事故，但是這並沒有影響核電站相比其他新能源的經濟價值。不過在已知的新能源技術中，現有的核裂變電站並不是真正意義上的「清潔能源」，至少其核裂變過後依然會產生放射性極強的核輻射很難根本處理，而且核裂變效率依然很低，在日常運行過程中如果發生操作失誤等不可控因素時，核反應堆很可能因為不能正常運轉而堆芯超溫發生破壞性極強的熔堆事故。

福島核電事故

這個時候大家知道只存在於初中物理課本的「核聚變」優勢就體現出來了，首先相比核裂變需要放射性極強且儲量稀少的鈾礦石而言，核聚變採用的原料是含有氘核的重水，完全可以直接從海水中大量提煉，而且因為核聚變是兩個氫原子，變成了氦原子的過程，所以也沒有產生什麼核廢料。最重要的一點就是核聚變就算發生事故，也不會像現有的核電站一樣發生堆芯融堆強放射事故，所以核聚變才是科學家和大眾心中真正意義上的「清潔能源」。

核聚變

雖然核聚變理論早在幾十年前就已經被證實要比現如今的核裂變更為高效安全，但是直到現如今全球範圍內依然沒能研製出核聚變裝置的也是有原因的：

第一點：從核聚變商用角度來說，要想將核聚變商用化，就要將其實現可控，但是可控核聚變需要把聚變材料束縛在裝置內，使之達到上億度的溫度，然後發生聚變反應釋放能量，並且實現穩定輸出。這個過程說起來雖然簡單，但是實現起來卻很難，比如使用什麼方法使其容器內溫度達到上億度高溫呢？要知道已知世界上熔點最高的物質---碳化鉭鉿合金也就是五碳化四鉭鉿化合物，其熔點也只有7911℃，而它還是由熔點3983 ℃的碳化鉭和熔點3928℃的碳化鉿這兩種二元化合物合成而來。

目前最穩定也是最好的技術就是利用超強雷射束進行能量聚焦來實現上億度的高溫環境，這項技術背後不光考驗的是成千上萬束超強雷射束精準聚焦在某個焦點上精準度問題，更是考驗製造雷射發光器的材料抗超高溫技術，所以這就很考驗材料技術攻關了。

其次該設計一種什麼材料製造的容器才能容納高達上億度的高溫呢？說到這很多人或許會想到我國正在研發的人造太陽---託卡馬克裝置，因為要想實現可控核聚變就得想辦法讓氘核與氚核聚變發生反應，繼而讓原子在高溫下將成為等離子態，但是在上億度高溫環境下，新形成的等離子態漿體中大部分都是高能中子，反而會重複撞擊容器內壁，造成容器內壁破損。

所以這個時候就要想法設法將這些高能中子束縛在容器內，所以這個時候就要藉助超導材料來製造強磁磁場來束縛這股強大的高能中子，從能量轉換效率來說，隨著超導材料產生的磁場越來越強的時候，其對高能中子的束縛能力就越強，但是超導材料要想實現超強的磁場環境，就得製造零下幾百度的超低溫環境或者零上幾百度的超高溫環境來保證超導材料的性能真正發揮出來，高溫超導由於其對於材料的熔點要求較高，畢竟是上億度的高溫環境，再加之一些其他原因，所以現階段的超導材料基本都是在零下幾百度的超低溫環境下產生的。

那麼在這個環節上，又出現了一個問題是容器內是上億度的高溫，而容器又得保持在零下幾百度的超低溫來產生超強磁場環境束縛高能中子，並且高能中子還會對超導線圈產生損害，所以到了這個階段後，又該如何長久的保證上億度高溫的高能中子和零下幾百度的超低溫超導材料相輔相成長久兼容下去，就是實現核聚變可控和不可控的難題了。

所以說到底還是材料的問題，而這個問題長期困擾著各國對於可控核聚變的研發進程，不過藉助我國早在建國初期就在錢三強錢老的帶領下率先開展可控核聚變的研發工作，並且早在2006年就在合肥建成了世界上第一座實現可控放電的全超導託卡馬克裝置東方超環。

而且隨著2006年由中國、美國、歐盟、俄羅斯、日本、韓國和印度七方參與的國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃的籤署。該計劃計劃在法國南部普羅旺斯地區共同建造一個世界上最大的託卡馬克裝置現階段已經正式開始在法國南部開始裝置的組裝工作，並且前不久中國核工業集團宣布，我國自主研發的新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」，預計將在2020年投入正式運行。