可控核聚變是怎麼回事?清潔無汙染,還能為人類源源不斷提供能源

人類文明發展水平越高，對於能源的消耗也就越多，所以能源的充足供給是文明發展的先決條件。

所以，人們習慣於以能源的獲取能力作為衡量一個文明等級的標準。基於這一點，可控核聚變被視為第一宇宙文明實現的標誌，而第二宇宙文明實現的標誌則是傳說中的戴森球。正如我們所知道的那樣，目前人類關於可控核聚變的研究還處於發展階段，同時人類也未能達到第一宇宙文明的標準。

那麼，到底什麼是可控核聚變呢？為什麼會將可控核聚變的實現作為第一宇宙文明實現的標誌呢？其實，對於核聚變，人們還是有一定了解的。我們所熟知的恆星就是一種核聚變反應，核聚變會產生大量的能量，太陽通過核聚變所釋放的能量，每秒鐘就可以滿足人類20萬年以上的能源需求。

人類想要直接從太陽獲取能源是非常困難的事情，那就是傳說中的戴森球，目前還只處於想像階段。

既然無法直接從太陽上獲取能源，那麼我們就只能先退而求其次，自己造一個小太陽，這個小太陽就是可控核聚變了。人類通過掌握核裂變技術而發明了原子彈，在將核裂變技術可控化以後就有了我們現在所見的核電站，在不考慮核洩漏風險的前提下，核電是一種非常高效且清潔的能源。

在核裂變技術之後，人類又掌握了核聚變技術，於是就有了比原子彈當量更大、威力更大的氫彈。而將核聚變技術應用於能源生產就是我們所說的可控核聚變了。人類為什麼要研究可控核聚變呢？原因之一就是可控核聚變可以讓人類徹底擺脫能源危機。

以人類現有的能源消耗來計算，可控核聚變一旦實現，能源將不再是一種需要節約的東西。

以核聚變可使用的一種原料氦-3為例，每百噸的氦-3就可以滿足全人類一年對能源的需求，而在月球表面的土壤中氦-3的含量在百萬噸以上。而且核聚變可使用的原料還不僅氦-3，氫元素的同位素氚和氘也可以進行核聚變，而這兩種元素都可以從海水中提取。

如此看，一旦實現可控核聚變，那麼能源真是取之不盡用之不竭。可控核聚變的另一個優點就是安全清潔。核電雖然是一種清潔能源，但一旦發生洩漏事故，後果極其嚴重，但同樣的問題不會出現在可控核聚變上，因為核聚變可以在自然環境中穩定反應，所以不存在洩漏風險。

核聚變又可分為熱核聚變和冷核聚變。

所謂熱核聚變就是通過高溫來使原子核靠近融合從而釋放巨大的能量，而冷核聚變就是通過巨大的壓力而使原子核發生融合併釋放能量。而太陽上的核聚變是高溫和高壓共同作用的結果，不可單純歸為熱核聚變或者冷核聚變。

足以讓原子融合的巨大壓力在地球上是無法實現的，所以可控核聚變只能著眼於熱核聚變，就是通過提高溫度，來使原子融合發生聚變，要使聚變發生容易，但要使核聚變發生自持性反應，也就是不斷靠自己的溫度來維持核聚變的進行，那就必須要達到一億度以上的高溫。要實現如此高溫其實並非最大的難點，最大的難點在於用什麼容器來作為如此高溫的核聚變的載體。

已知熔點最高的自然物質為金屬鎢，其熔點為3410攝氏度，而熔點最高的人造物質為鉿合金，熔點為4215攝氏度，也就是說沒有任何已知的物質可以作為承載可控核聚變的容器。

既然實體物質無法承載核聚變，那麼就必須要另闢蹊徑，目前所想到的方法就是對核聚變進行慣性約束或者磁約束，而磁約束為首選方案。所謂磁約束簡單來講就是將聚變反應約束在磁場之中，這樣就實現了核聚變不與任何實體物質相接觸。

這裡的問題在於要製造約束核聚變的磁場就必須要消耗大量的能量，所以必須要保證核聚變所產生的能量大於其所消耗的能量。相關的實驗目前還是取得了一定的成果的。目前核聚變已經能夠在裝置中穩定反應100秒以上的時間了。有人說可控核聚變或許會在25年以後實現，也有人認為人類距離可控核聚變的實現還有百年之久。