每日信息：“人造太陽”商業化之路仍很漫長

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長期以來，可控核聚變被認為是“人類的終極能源”。近日，美國能源部宣布，科研人員在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室實現了核聚變“點火”，即核聚變實驗中產生的能量多于用于驅動核聚變的激光能量。美能源部稱這一“重大科學突破”將為國防及清潔能源未來發展奠定基礎。據此，有觀點認為，“可控核聚變很快就能商業化”“風電、光伏等新能源即將被核聚變替代”。實際上，從這次實驗到核聚變商業化的路途仍很漫長。

為何說核聚變技術對人類至關重要？我們都知道“萬物生長靠太陽”，地球上埋藏的煤炭、石油等化石能源實質上也是遠古生物儲存的太陽能，水能、風能、生物質能等可再生能源同樣是通過太陽能轉化而來，而太陽的能量正是來源于核聚變。簡單說，核聚變就是兩個輕原子在高溫高壓的環境下相撞，聚合成一個重原子，在反應過程中會產生質量損失。根據愛因斯坦標志性的質能方程，能量等于質量乘以光速的平方，由于光速值巨大，即使較小的質量損失也會轉化為巨大的能量爆發出來。

如果可以駕馭核聚變的能量，人類文明有望進入一個全新的發展階段。當前，人類已經掌握了可控核裂變技術，在核裂變中一個原子會分裂成更小的粒子并放出能量，已經廣泛應用的核能發電就是利用的這一技術。跟裂變相比，核聚變擁有更多優勢：作為核聚變原料，氘在地球上的含量相當豐富，易于提取。根據國際原子能機構統計，地球上的氘產生的聚變能量夠人類使用900億年。同時，可控核聚變能在自然條件下穩定反應，簡單可控，具備本質安全。核聚變反應過程中幾乎不產生輻射，核廢料也幾乎沒有放射性，不存在核泄漏的風險。

更重要的是，核聚變釋放的能量是核裂變的數倍。理論上，只需要幾克氘和氚的混合反應物，就有可能產生上萬億焦耳的能量，這相當于一個普通人一生所需的能量。如果我們可以模擬這個反應過程，實現“人造太陽”，便可一勞永逸解決能源問題。單從技術上而言，人類很早就實現了核聚變，氫彈就是不可控的聚變反應。盡管如此，在此后70年的時間內，人類在可控核聚變方面卻始終進展緩慢。其中最大的難題是如何控制和約束核聚變反應，因為核聚變需要在極高的溫度和壓力條件下才能進行，而地球上尚沒有任何化學物質能夠達到要求。

當前可控核聚變主要分為兩條技術路徑。其中之一是高功率激光作為驅動器的慣性約束核聚變，代表就是美國國家點火裝置。不可否認，美國裝置此次“點火”從科學層面上證明了可控核聚變有望為人類提供能量來源，而不只是一個耗電器。但其離商業化運用還有很大距離，其產生的能量僅相當于燃燒一小堆木柴，也無法做到連續輸出能量，如果計算整個系統能量消耗，仍舊遠大于裝置產出的能量。對于規模化能源生產，這種試驗并無重大意義。

在可控核聚變領域，有個著名的“50年悖論”，即在科技界的預言中，距離實現可控核聚變永遠只有50年。不僅達到真正意義上可控、持續的核聚變難度極大，一項新的能源技術從實驗室到商業化的周期也很漫長。據歷史學家魯迪·沃爾蒂考證，“1900年在美國生產的4192輛汽車中，有1681輛是蒸汽汽車，有1575輛是電動車，只有936輛是用了內燃發動機的汽車”。100多年過去，電動汽車雖然逐漸被人們所認可，但市場占比竟遠未達到問世之初的地位。可見，在實現碳中和的道路上，已進入成熟階段的風電、光伏等新能源依然是主力之選。

從更長遠的周期來看，可控核聚變是人類可持續發展的戰略儲備技術。一旦獲得突破，我們將擁有廉價、安全、清潔的能源，地球環境得到極大改善，經濟建設和工業生產效率大幅提升，甚至星際旅行成為可能。早在20世紀50年代，我國也開始了可控核聚變的研究。目前，我國研究機構已建成相關裝置，研究走在了世界前列。下一步，應繼續加大可控核聚變的投資研發力度，加強國際合作、技術共享，推動核聚變商業化快速發展。（王軼辰）

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