要用发展的眼光看问题，而非拘泥于眼前！

如今，全球核电的发展进入低谷，笼罩在核电人头上的阴霾越来越重。不过，作为核电人也不必悲观，眼光要放长远些。

核能的两大支柱，裂变能和聚变能，我们现在还只用到了裂变能，而聚变能，正在快步走向现实。到那时，核电人将再次大有可为。

聚变堆，俗称人造太阳，其燃料廉价易得，取之不尽用之不竭，干净清洁，不对环境构成丝毫污染，是人类能源问题的终极解决方案。

什么，聚变堆是只一个童话？

非也！君不见，最近有一则新闻说：

我国人造太阳EAST（又名“东方超环”）首次实现等离子体中心电子温度达到一亿度的目标。

什么意思？

我国的聚变堆工程“东方超环”，是国际热核聚变实验堆（ITER）计划的最重要试验工程，而国际聚变实验堆（ITER）计划，则是汇集全人类最顶尖的科学家，建造人类首座聚变堆的大计划。

而我国东方超环是其子项目，其技术成果，让人类使用聚变能的脚步，又向前迈出了一大步！

那么，人类到底什么时候才能用上聚变能呢？

可控核聚变真的离我们很近，各国现在都卯足劲在进行冲刺，而我国的计划最快。根据我国的可控核聚变发展三步走战略，我国计划在2020年至2035年期间建成首座聚变示范堆，在2035年至2050年期间，大量发展聚变核电站。

如果这个计划顺利实施，现在三十多岁提前进入中年危机的核电人，很有可能参与我国首台能发电的聚变堆的建造和运行。

不可思议？

NO！NO！NO！

只要你稍微了解一下人类在聚变堆上的研究史，你就会发现，其实聚变堆，真的没有想象中的那么神奇。

废话不多说，开讲！

话说20世界20年代，英国化学家兼物理学家（头衔真牛X）弗朗西斯·阿斯顿，发明了一种称作“摄谱仪”的仪器，这种仪器可以称量原子的重量。

弗朗西斯·阿斯顿

利用这个新玩具，阿斯顿开始尝试称量各种原子的重量，而有一天，他发现一个奇怪的现象，即四个氢原子的重量，比一个氦原子的重量，要重那么一丢丢（大概重0.7%），这是个奇怪的现象，因为人们一直认为四个氢原子的重量应该恰好等于一个氦原子的重量（现在学完初中化学的人，也是这么认为的）。

阿斯顿并没有仔细研究过这个问题，只是公开了这个现象，希望有人给他一个解释。他不知道，物理学上一个重要的现象，就这样被他发现了。

不久，两个物理学家，英国的阿特森和奥地利的奥特斯曼，就开始捣鼓这个事情，最后他们用理论证明了一个惊人的事实：氢原子能够聚变为氦原子，损失了质量已经转化为巨大的能量。

他们同时雄辩地指出：“愚蠢的人类，太阳不是个大煤球，其能量来自核聚变产生的聚变能！”此后，1932年，澳大利亚科学家马克·欧力峰首次用试验证明了核聚变现象。

核聚变这种物理现象，就这样被人类发现了。

然而，并没有什么卵用！

人类既无法制造出能承受太阳高温的容器，也无法造成太阳中心那么高的压力，核聚变，只是人类蹲在地球上欣赏太阳的一个新角度而已，根本无助于人类社会的发展。

但有一个天才，就会有第二个天才，第三个天才。

1957年英国科学家约翰·D·劳森，用一堆我看不懂但是物理学家能懂的试验证明：核聚变的发生需要三个条件，氢原子的密度、温度和维持时间，只要三者乘积等到一个常数，就能产生核聚变。

简单理解，就是人类虽然不能让氢原子核达到太阳中心的密度，但是若制造出比太阳中心还高的温度，并维持更长的时间，一样可以实现核聚变。

这就是大名鼎鼎的劳森判据（具体推理很复杂，这样理解不影响后续阅读）。

约翰·D·劳森

氢弹的研究成功，让人类第一次看到了什么是人工核聚变，有了劳森判据，人类如同掌握了可控核聚变的内功心法，要实现用可控核聚变发电，人类唯一要做的事，就是想个办法，将一亿度的氢原子团约束在一个地方，让他们发生聚变反应，然后不断的加入新的燃料，让聚变反应持续，放出巨大的能量。这个过程如同煤气灶使用一样，聚变堆的运行就是这么简单。

但事实上，当我们点燃一团氢气，会出现什么情况？

会爆炸！烧掉你唏嘘的胡渣子，弄乱你忧虑的眼神，打碎你装Drymartine的杯子，炸伤你的小心脏。

那么，我们将一团氢气加热到一亿度，让其电子和原子核都分开处于游离态（即等离子体态），还要让他们乖乖待在原来的地方不动，能做到吗？

能做到！

谁？

磁场！

当温度达到一亿度时，氢原子已经不是氢原子，其原子核已经无法约束核外电子了，变成了带正电的原子核和带负点的电子的混合体。用一个形象的比喻叫做“电浆”。

磁场，天生就是带电粒子的克星。用磁场约束超高温的等离子体，再徐徐输入聚变燃料（氘气和氚气），人类就能实现可控核聚变。

太简单了吧！听起来比裂变反应简单多了！

是的，当时各国的政府和科学家都是这么想的，一个磁场而已嘛！不久，美国，英国，法国，德国，日本，中国等等国家，突然都不再讨论核聚变问题了。

他们干嘛去了？

建聚变反应堆啊，这么简单的玩意儿，谁先建出来谁就等于掌握了人类的未来啊！还废话啥，赶紧闭门造啊！哦，还得注意保密，隔壁那群孙子眼睛老朝咱家瞟，千万不能让隔壁孙子看到了。

不过，过了十几年，各国又重新聚在一起开始讨论聚变堆了。

这又是为啥？

因为大家捣鼓了十几年，没有一个人建成聚变反应堆的。别说反应堆，就连那听起来很简单的等离子体，也没有一个人弄出来。

可控核聚变这个玩意，说起来容易，做起来太难了！主要是有以下这么几个问题不好解决：

1

首先，是没有超导材料，当普通电磁线圈开始通电时，磁场强度还没达到要求，线圈就因为发热烧毁了。

2

其次，是等离子体约束问题，在极高的温度下，等离子很不稳定，总有那么一些会突破束缚跑出来。而只要从磁场中跑出来，撞到设备上，千万度的高温，那设备立马就嗝屁了。

3

最后，就是一些其他很具体的问题了，大概包括材料问题，等离子控制理论，磁场设计等问题。

总之，大家垂头丧气地一交流，就有人提议：要不大家把自己的研究心得都说出来吧，反正这个玩意儿一时半会儿也搞不出来，就当学术交流吧。

此话一出，气氛就热烈起来，反正都是一堆失败的试验数据，没什么好隐瞒的，说出来还能为国争光呢。

眼见欧美列强各抒己见，滔滔不绝，当时的华约老大苏联坐不住了，毕竟社会主义大家庭都指望老大为大家庭争光啊。

于是，苏联抛出了一张王牌：我们苏联科学家列夫·阿齐莫维齐（LevArtsimovich）研究出一种装置，可以成功约束高温等离子体，这种装置名叫“托卡马克装置”！

列夫·阿齐莫维齐

苏联话音未落，欧美列强顿时震惊不已，没想到苏联这浓眉大眼的家伙，竟然偷偷搞成功了实验装置！

不过，欧美各国眼神一交流，纷纷露出不屑的眼神：“你说啥我们就信啥，你当我们傻子吗？你有本事，就告诉我们技术细节，我们要是仿制成功了，就算你赢！”

人活一口气，一个国家也是这样，苏联为了让社会主义大家庭的小伙伴们仰望老大哥的风采，于是将托卡马克装置的技术资料公诸于世。

托卡马克装置

托卡马克装置是一个伟大的装置！

托马克装置直到今天，依然是能够约束住等离子体的最理想磁场装置，现在可控核聚变最主要的工作，都是以托卡马克装置为技术基础研究的。

各国拿到苏联的资料后欣喜不已，回去一试，苏联人果然没骗人。很快，各国又不再说话了，又开始关起门来捣鼓起来。这次有了入门技术，在托卡马克装置的基础上研究出聚变反应堆应该不成问题吧？

这个时候，可控核聚变研究变成了一个很具体的路线：如何在托卡马克装置的基础上，实现可控核聚变。

又过了十多年，到了20世纪80年代，各个国家又凑到了一起。为啥？因为搞了十几年，还是没有一个国家成功的。

这个时候，各国终于发现，各自为战是无法搞可控核聚变的，只有集合人类的智慧，才能掌握可控核聚变技术。

1985年，美国和苏联带头，加上欧洲各国、韩国、日本、印度等国，开始联合起来研究可控核聚变技术。

这些国家凑在一起主要讨论两个问题，其一是如何合作，其二是如何排斥中国。当时，这些国家都排斥中国，因为在他们眼中，中国不仅仅穷，而且可控核聚变水平低，拉中国入伙，只会让中国捡便宜。

当时，中国处于改革开放初期，穷确实很穷，但是中国可控核聚变研究的技术水平并不低。

而恰恰相反，中国可控核聚变的研究水平一直处于世界领先水平，原因呢？原因是中国建国初期有以李正武为首的一大批研究人才从美国回来！

中国从五十年代开始就一直持续进行可控核聚变研究并与其他国家同一时期开展可控核聚变研究。

别人不带我，我就自己玩。当国际热核实验堆计划排斥中国时，我国的托卡马克装置，称的“中国环流器一号”在1985年，中国环流器一号正式投入物理实验研究。

1986年，中国环流器一号的初步实验结果在日本京都国际原子能机构主持的国际聚变能学术会议上公布，大会在总结报告中罕见地表示了对中国同行的祝贺，受到了国际聚变界的普遍关注。

中国环流器一号

这个时候，国际社会才发现中国是一位隐藏的高手。不过，由于美国和苏联干涉，中国依然没有机会进入国际热核实验堆计划。

后来的事，大家都知道了，苏联解体，各国纷争，国际热核实验堆计划一直没有正式实施（尤其是日本，仗着自己有钱，坚持要将这个项目建在日本）。而这个时候，中国可控核聚变一路发展，越来越快，中国也变得越来越有钱了。

2006年，经过多轮谈判，我国正式加入了国际热核聚变实验堆计划（简称ITER）。中国加入后，这个计划开始快速实施，各国承担的试验，虽然遇到很多技术障碍，也都在不断克服。这几年，虽然计划有所延迟，但是除了美国老撂挑子，基本上进展顺利。

美国撂挑子的原因很简单，仗着自己技术水平高，不仅哭穷，还喜欢发大哥脾气。例如：

2014年，美国参议院只提供给ITER计划7500万美元，使得美国参与ITER计划的工作无法正常进行。

2018年，美国不仅不全额提供资金，还厚着脸皮表示，“美国将继续向ITER其他成员国施加压力，敦促成员国提高预算透明度，并保持预定项目提交成果的及时性”。

说得直白一点，美国不仅不想出钱，还指责他国占美国的便宜，更想不劳而获，我只能说，这很特朗普！

ITER项目工程现场

ITER本来预算是40亿美元，但目前已经花费了超过240亿美元，而后续一系列项目还需要巨额投资，如果中途有哪个国家撂挑子，这个项目可能真的会黄了。不过，这240亿美元的花费还是卓有成效的。

各国在材料，工程和理论上都取得了很大的进步，而依靠这些共享的研究成果，各国也在搞自己独立的核聚变项目。

目前，日本、美国、德国、中国等，都很有希望在未来率先实现可控核聚变。

今天主要介绍中国。

这些年来，中国一直在埋头干活，而且进展神速。

中国目前独立设计和建造了世界上第一台全超导托卡马克装置（即文首的东方超环），一举成为了可控核聚变国际合作项目（ITER）最重要和最先进的试验装置。

东方超环

2012年，东方超环获得了超过400秒的2000万℃的等离子体，获得了稳定重复超过32秒的高约束等离子体放电。这分别是世界上同期最高温和最长燃烧时间的等离子体。

2015年，东方超环获得了超过400秒的2000万摄氏度高参数偏滤器等离子体，获得了稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电，再次创造了世界纪录。

而2018年11月，我国人造太阳EAST（又名“东方超环”）首次实现等离子体中心电子温度达到一亿度的目标。

人类从未离可控核聚变如此近过，可控核聚变，已经从早年的镜花水月，一步步成为了现实的新能源科技。

按现在我国可控核聚变的发展速度，我国可控核聚变的三步走战略前景可期，现在年轻的核电人，真有可能参与聚变堆的建造，而现在依然喜欢眺望未来的人们，也一定能用上聚变能。