一日不掌握可控核聚變，“能源枯竭”這柄達摩克利斯之劍就一日在頭頂高懸。上周，美國的核聚變實驗裝置首次實現釋放能量大於(yu) 消耗的燃料，人類向可控核聚變又邁一小步。

　　可控核聚變取得重大突破

　　*可控核聚變 = 把火點著 + 別把鍋燒穿*

　　上周的新聞中，與(yu) 人類前途關(guan) 係最密切的恐怕要屬這一條：美國名為(wei) “國家點火裝置”的核聚變實驗裝置實現了釋放能量大於(yu) 消耗的燃料。

　　以激光進行慣性約束聚變的圖解：1. 激光光束快速加熱燃料球表麵 2. 燃料核遭到擠壓 3. 當燃料核溫度到達1億(yi) 攝氏度 4. 燃料核發生聚變

　　“國家點火裝置”擁有192具世界上最強大的激光器，在極短的時間內(nei) 向“燃料球”發射激光。以往的實驗中“點火”反應後釋放的能量還不及激光器輸入的能量，但這一次首次實現了釋放能量大於(yu) 消耗的燃料。人類向掌握可控核聚變邁出了重要一步。

　　什麽(me) 是可控核聚變？

　　兩(liang) 個(ge) 較輕的核在融合過程中產(chan) 生質量虧(kui) 損而釋放出巨大的能量，這就是核聚變。一公斤的核聚變燃料釋放出的能量相當於(yu) 1000萬(wan) 公斤化石燃料，太陽使用的就是核聚變的能量。

　　太陽每秒有6.2億(yi) 噸氫發生核聚變，當然，這是不可控的，你沒法像調節火鍋那樣調節太陽的火力

而可控核聚變是指可以控製核聚變的開啟和停止，以及隨時可以對核聚變的反應速度進行控製，實現持續、平穩的能量輸出。然後，利用核聚變產(chan) 生的熱量將水燒開，並利用燒開的蒸汽推動輪機發電，就是可控核聚變發電的基本模型。

　　可控核聚變可以將人類帶往未來，而失控的氫彈卻有讓文明報銷的危險

　　核聚變被認為(wei) 是未來人類使用的先進能源之一，在許多科幻作品中都提到了可控的核聚變，如果我們(men) 能實現對核聚變過程的精密控製，就可能為(wei) 全世界提供廉價(jia) 的能源。可控核聚變與(yu) 目前的核裂變發電站相比，具有原料儲(chu) 量大、過程及其產(chan) 物均無汙染、不會(hui) 造成核泄漏等優(you) 點。

　　可控核聚變難在哪裏？

　　可控核聚變雖好，但卻不容易實現。相比於(yu) 核裂變過程來講，核聚變最麻煩的是需要瞬間上億(yi) 度的高溫才能引起核聚變反應，而如此高的溫度是用傳(chuan) 統加熱方法所無法達到的。人類研製氫彈時的解決(jue) 方法是：用核彈引爆氫彈。同時，上億(yi) 度的物質足夠燒毀任何與(yu) 其相接觸的東(dong) 西，又是一大麻煩。

　　中國的托卡馬克“EAST”是國人最熟悉的可控核聚變實驗裝置

　　如果將可控核聚變比作一塊用來燒水的蜂窩煤，那麽(me) 其難點有兩(liang) 個(ge) ：1、怎樣把火點著？2、怎麽(me) 不把燒水的鍋燒穿？並且，要是用爐子燒水時，點燃爐子消耗的能量反而要多於(yu) 燒爐子釋放的能量，就得不償(chang) 失了。而本次“國家點火裝置”取得的進步，就是終於(yu) 使得爐子燃燒釋放的能量超過了點燃爐子消耗的能量。

　可控核聚變的兩(liang) 種主要思路

　　第一種思路以上文提過的“國家點火裝置”為(wei) 代表，叫做“慣性約束聚變”（Inertial confinement fusion）。它的作法是，將多束高能量脈衝(chong) 激光，在極短時間內(nei) 同時照射在一個(ge) 燃料球上。當激光照射在燃料的外層時，使燃料球的外層等離子體(ti) 化，並產(chan) 生爆裂。外層爆裂的反作用力會(hui) 形成震波向內(nei) 傳(chuan) 播，造成內(nei) 爆，壓迫內(nei) 部形成高壓高溫，造成自發性的燃燒，產(chan) 生連鎖反應，最終誘發核聚變反應。

　　簡單理解，就是聚變燃料像一個(ge) 皮球一樣受到四麵八方均勻積壓，最終被擠爆發生了核聚變。

　　為(wei) “國家點火裝置”的激光器提供電能的電纜超過160公裏

　　中國的“神光”係列與(yu) 美國的“國家點火裝置”原理相同，但“國家點火裝置”擁有192個(ge) 激光器，而“神光3號”僅(jin) 有32個(ge) 。同時，法國和日本等國也有類似裝置。

　　第二種思路叫做磁約束聚變（Inertial confinement fusion），它的作法是，先加熱燃料，使它成為(wei) 等離子體(ti) 形態，再利用磁場，拘束住高熱等離子體(ti) 中的帶電粒子，使它進行螺線運動，進一步加熱等離子體(ti) ，直到產(chan) 生核聚變反應。

　　目前可以使用托卡馬克（tokamak）技術來達成磁約束聚變，其中以國際熱核聚變實驗反應堆（International Thermonuclear Experimental Reactor）為(wei) 代表。中國的超導托卡馬克“EAST”和球形托卡馬克“SUNIST”也是此類裝置。