一亿度——距离聚变发电还有多远

　　近日，一则新闻引起了媒体的广泛关注：我国聚变科学装置“人造太阳”取得重大突破，等离子体中心温度首次达到一亿摄氏度。这一亿度可不是简单的一个数字，它是在多项实验参数接近聚变电站稳态运行模式所需要的物理条件的环境中首次实现的，也就意味着我们第一次可以更加真实的模拟未来商用聚变堆，进行相关实验，测试是否会出现其他未知的物理或者工程问题，为人类开发利用核聚变清洁能源奠定重要的技术基础。

　　看到这个消息，想必大多数非聚变领域的吃瓜群众会为国家感到自豪之余更会一头雾水：聚变！什么意思？“人造太阳”是个啥？等离子体？不懂！一亿摄氏度，温度挺高的吧……自认为是聚变界一员的我，觉得有责任而且很有必要给大家细致入微的回答上述问题。所以跟着我，走进这个奇妙的聚变世界。

　　前景变得明朗之前不要急于投资，但在场外坐等也有一些风险。随着太阳能电力的成本下降，可能会有越来越多的企业加入安装太阳能设备的业务，从而可能切断某些公用事业公司与它们用户的联系。安装公司购买太阳能面板，将其安装在家庭和企业，然后将它们出租给用户，虽然回收的电费低于主流方式供电的费用，但仍然足以为太阳能面板的投资挣回大量利润。由于那些目前还支付最高电费的人群最有可能改换门庭，因此，公用事业公司将会失去它们最有价值的用户。

　　首先对聚变世界进行一下分类：自然界的聚变圈，包括大家所熟知的太阳以及其他恒星；人类社会的聚变圈，又可分为邪恶的即以氢弹为代表的武器圈和正义的以聚变发电为重点的能源圈。这三个圈有个最为显著的共性就是都是用聚变的方式释放能量，聚变其实就是简单的将两个很轻的原子核比如说氢核挤在一块然后变身成为氦，神奇的是生成的新的原子核的质量比俩氢核质量加起来要小，质量去哪了呢？伟大的爱因斯坦解释说，质量是可以转化为能量滴，要是有兴趣的话可以关注一下他的质能方程。所以说，聚变就释放能量啦，而且这能量很大，所以太阳才会温度那么高，所以氢弹爆炸时会有人看到罗布泊上升起了第二个太阳。这么大的能量要是可以为人类所用，是不是就可以登上人类巅峰了，从此吃喝不愁呢？是的，没毛病。接下来就给大家分析为啥我们需要开发这种能源——以聚变的形式来发电。

　　众所周知，我们现在处在一个经济快速发展的时代，而这完全得益于广泛使用的化石能源，如石油、天然气、煤炭等，可这些的储量是有限的，据估算，以现在的消耗速度，石油还可以使用50年，天然气可以用60年，煤炭可以用200年！要是能源消耗完了，工厂无法工作，商品无法大规模生产，科技无法进步，那么我们就可以开开心心地体验古人的生活了，更加可怕的是，现在的多数中东战争都是由于化石能源的重新分配引起的，要是能源危机爆发的话，后果是什么，世界大战？不敢想象……这个时候，大概会有人问，不是还有风能、太阳能、水能等等新能源吗？那问题是，没有风怎么办，晚上怎么办，离水源很远怎么办，这些新能源功力太低，能量不大，受限制明显，难堪大用。所以我们需要找一个原料充裕，能量够高的能源解决此困境。聚变能，开始登上历史舞台。

　　说起聚变能，其实有一段很有趣的历史，就是在20世纪五六十年代关于使用聚变能的方式的讨论，有的科学家提议，氢弹既然可以释放那么大能量，我们可以用它来改造地形啊，比如开第二条苏伊士运河，拓宽巴拿马运河，有的科学家设想，可以用大量的环绕太阳的卫星组成一个球体直接获得太阳的聚变能，这也就是科幻界著名的设计“戴森球”。科学家的脑洞的确很大，但可惜这两种方式一个假借利用氢弹造福人类其实目的是军备竞赛，另一个终究还是幻想。那怎么办，人类没救了吗？不，脑洞大开的科学家们产生了大胆的想法：在地球上仿造一个太阳！

　　之前说过，聚变能可以解决人类的能源问题，原因有二：首先聚变可以产生很大的能量，不信可以看看太阳；其次，原料问题，地球上目前可以用来进行核聚变的原料是氢的同位素（氘、氚），氘在海水中储量极为丰富，有45万亿吨，而且一升海水中的氘聚变后可以提供300升汽油燃烧释放的能量，所以地球上蕴藏的聚变能够人类使用几十亿到几百亿年。是不是从此吃喝不愁，而且可以实现人类永久的和平，想想都很激动呢。那就赶紧种太阳啊，等什么呢，怎么现在都没听说可以聚变发电了？