全世界烧了上百亿，点火遥遥无期 核聚变难道已经走进死胡同？

太阳为什么能持续燃烧数十亿年？它的“燃料”是什么？如果破解了太阳燃烧之谜，人类是不是就能得到终极的能源了？

核聚变——这种建立在核能上的能源输出也被很多人认为是未来世界的依靠和能源发展的主要方向。只是关于核聚变的研究已经过了几十年，资金也烧了上百亿，但是距离要实现真的点火却是遥遥无期？这项技术的研究难道已经走进死胡同？

“人造太阳”：可控核聚变

虽然人类还在使用石油天然气等不可再生能源，但是它们早晚有一天会被人类开采完毕，因此基本上所有有技术有能力的国家都在努力发展更加环保高效的清洁能源，比如核聚变。

说到核聚变，就必须提到曾拒绝当总统的天才科学家，爱因斯坦。在100年前，爱因斯坦预见了在原子核中蕴藏着巨大的能量。他看到了世界的真理并提出了一个足以改变世界的真理，那就是核聚变的原理，用质能方程表示是E＝mc²。

核聚变的原理看上去极其简单：两个轻核在一定条件下聚合成一个较重核，但反应后质量有一定亏损，将释放出巨大的能量。直到1939年，美国的物理科学家根据核聚变的原理公式，终于揭示了关于太阳为什么可以燃烧，照耀地球的奥秘。

太阳之所以能够源源不断地向外界释放能量，并且让仅仅依靠了太阳能量亿分之一的地球成为孕育生命的存在，就是因为在太阳的内部一直进行着核聚变反应。

同时，我们知道了，太阳中存在的核聚变反应已经持续了50亿年，而在宇宙中的其他星球上，也是同样存在着核聚变反应。

慢慢的，人类意识到，也许核聚变这种自然中的真理，是可以转化到人类的身边，对人类有作用，如果握核聚变技术，人类也许将会创造出新的环保燃料而不再依赖化石能源，而这种可控的核聚变反应也被称为“人造太阳”。

如何实现可控的“核聚变”？

科学家们开始了他们的研究。其实人类已经很早就学会利用了核变反应，但是这种原理是用在核电站中的，叫做核裂变反应。核电站的原理是要想释放出巨大的能量，就要分裂出原子的原子核。但是核聚变的原理却是让两个原子核接受摄氏1亿度或以上的极度高温，通过聚合出一个新的大原子的方式释放巨大能量。

像当初美国在日本的广岛投掷了原子弹，这种对核裂变的使用，不是很难的问题，只需要在地面直接造成核裂变就行了，甚至都不需要刻意控制能量的输出，就像是点燃了第一根木柴，烧火一样，至于这个地方到底有多少柴火，并不需要在人类的考虑范围内。

但是为了造出“人造太阳”，却必须面对，如何实现可控的“核聚变”这个难题。在整个聚变的过程中要消耗巨大的能量，但是目的却也是为了释放能量，那么怎么能让释放出的能量是多于消耗的能量的呢？

我们的科学家为了实现核聚变的可控，使得聚变反应稳定持续地进行，确实做了很多的努力也得到了了一些成果，比如我们已经明白可控核聚变的原理。

把反应燃料加热到10万摄氏度，让它成为等离子体，然后摆脱原子核的束缚，再将这些原子子体进行加热变成上亿摄氏度，从而让原子核可以有足够的能量聚合在一起。不过要注意的是，为了实现持续的时间内产生能量，等离子的密度又必须维持在合理的范围。

似乎我们人类暂时是无能为力的，因为太阳之所以可以轻松进行聚变反应，是因为宇宙中的太阳存在着巨大的引力场，同时太阳的核心还有着高达1500万摄氏度以及表面6000摄氏度的温度条件。

但是人类要自己产生这样的条件，却是理想很性感，现实很骨感。为了造出“人造太阳”，让上亿摄氏度高温的等离子体可以存在，必须有容器来容纳，可是要用什么容纳呢？

有科学家提出，可以利用环形磁场，也就是原子核在磁场中沿着磁力线做螺旋式运动进行约束，也有科学家提出，可以使用高功率的激光束充当那个必须的“容器”。但是这些办法依旧在尝试中，还没有得到一个完美的解决方案。

以现在人类的科技水平，要想实现可控且受控的核聚变反应，似乎还是个梦想，我们依旧还在路上。这只是漫长的技术道路上一个小小的阻难点，就连著名的物理学家都感慨，我们对核聚变的研究是在是太滞后，我们还对等离子体的不稳定性和紊乱性认知不完整甚至都是片面的，要想真的创造“人造太阳”，要做的事情太多了。

陷入停滞的资金投入

到现在，这场关于“人造太阳”的梦想已经持续了百年，从美国开始，陆续有不同的国家进入人造太阳系统的创造，全球都投入了无数的资金，可惜让人类失望的是，人造太阳的“点火”依旧是遥遥无期，陷入了停滞。

目前的全球各国，对人造太阳的研究处于消极的状态，跑路的跑路，摆烂的摆烂。国际热核聚变实验堆，简称为ITER，是目前世界上规模最大的，影响最深远的国际间科研合作项目之一，甚至被给予希望是世界上仅次于国际空间站的的伟大科学工程之一。

这个项目的核心内容就是实现将必要元素加热到上亿摄氏度，再从经济角度和工程角度证明核聚变是可行的并能为人类所使用，以解决我们未来可能面对的，石油天然气等天然资源被开采完毕，人类找不到可替代能源的关键性问题。

但是这个计划就因为无法承担巨额的研究成本，以及在漫长且没有期望的研究中无法突破技术难题，而不得不宣布，要修改既定的创造时间表。他们将实现第一束等离子体的时间由最初设定的2020年延期到了2025年12月。

此外，研究堆的理事会为了解决没有资金的问题，要求参与项目的七个成员国，包括中国、美国等，额外增加支付增加40亿欧元。

到现在为止已经运行了7年的ITER，虽然已经在建造上花费了50亿欧元，在运行上花费了50亿欧元，而在未来的时间，还会产生额外的40亿欧元。最可怕的是，为了维持下去，还要做好只会只多不少的费用。要想ITER项目能够继续运行下去，必须依靠国家之间的合作，这就涉及到了复杂的国际关系了。

“人造太阳”任重道远

从人造太阳的理论被提出来之后的50年中，“人造太阳”似乎从来没有在研究上顺利过。可以说，不管是从技术上还是现实上，“人造太阳”计划都还远在天边。

像是最开始ITER项目所设想的那样，2023年就能实现可控的完全聚变，根本就是不现实的想法，甚至哪怕再过十年，这个计划都未必能成功。难道核聚变的研究线路也到此为止了吗？ “人造太阳”真的是人类无法触及的未来？

“人造太阳”是世界都在关注的重要科学问题，每个国家都在尝试各种科学办法来推进可控核聚变的研究问题，在这个问题上也必须依靠国家和国家之间的合作。

核聚变简单来说，就是人类在地球上造一个可以释放巨大能量的“小太阳”。

目前国际上对受控核聚变的研究方向，主要就是通过高强度高能量的激光对氘、氚元素进行加热，让它成为上亿摄氏度，从而实现可控的核聚变，然后获得巨大的能量。这种办法叫做激光核聚变。

地球“小太阳”要想成功，最重要的有两方面，一是有极高的温度，二是有极高的密度。现在的激光核聚变已经可以产生极高的密度，但是还无法做到极高的温度。而如何提高燃料的温度，就是激光核聚变技术这十多年来研究的主要重点了。

我国“人造太阳”咋样了？

虽然相关的技术最早开始于国外，特别是美国发展领先，美国在今年8月进行的点火实现中，已经实现了核聚变反应输出的能量达到了3/4的能量平衡点。但是我国并没有放弃自己的探索，甚至后来居上，目前的激光核聚变技术已经处于世界前沿的水平。

我国除了参与ITER项目，同时2006年还在安徽合肥建立了等离子物理相关的“人造太阳”EAST，又被称为“东方超环”。 2021 年底，EAST 实现了 长达1056 秒的等离子体运行，创下当时相关装置高温等离子体运行的最长时间纪录，同时在这个过程中电子温度达到了近 7000 万摄氏度。

2020 年 12 月，我国新一代的“人造太阳”装置（HL-2M）建成。2022年的10 月，HL-2M的等离子体电流突破了 100 万安培（1 兆安），是我国可控核聚变装置运行的新纪录，具有突破性的意义。

而今年的8月份，我国又传出，我国已经掌握可控核聚变中激光的先进控制技术，这一重大的技术突破让我国的可控核聚变向前迈出了重要一步。我国目前着力于研究激光核聚变的快点火方案，而在2026年之前，我们还将再进行12轮相应的验证试验。

虽然 “人造太阳”计划面临着技术和资金等各方面的问题，但是人类还是不愿意放弃核聚变的研究，因为核聚变始终会是我们追求的清洁高效环保的理想能源之一。更重要的是，它不会有核事故的风险，也不会对地球环境造成破坏。

不过，“人造太阳”是否真的会成功，还需要时间来见证。你觉得人类可以做到吗？除了核聚变反应，我们还可以寻求哪些“终极”能源呢？