让可控核聚变成为可能的托卡马克装置，为什么离不开超导技术？|163

随着时代的变迁，资源、环境与人类的需求之间的“矛盾”逐渐凸显，已然成为社会发展的一大阻碍，无论是现在还是在不久的将来，如果找不到可替代、可持续能源，行业的发展必然会受到局限。

近些年，包括我国在内的世界多个过年都在积极摆脱对石油、天然气的依赖，寻求大力发展可持续能源，比如太阳能、风能、核能等。

与太阳能、风能相比，核能有着能量密度高的特点，自然而然成为大力发展的一大对象，不过要想从原子中源源不断的“夺取”能量，难度不比虎口拔牙小。

蕴藏大量能量的原子核：能源储备基地

说起核反应，大家一定都有所耳闻。

从原子弹到核电站，从氢弹到太阳，无不涉及到核反应。不同的是，前者涉及到的是核裂变，后两个涉及到的是核聚变，一个是裂开，一个是聚集，有着本质上的区别。

我们身边的事物大多都由原子构成，而原子又可拆分为电子和原子核两部分。不同的原子核稳定性不同，“蕴藏”有不同的能量，能量高者不稳定，其中以铁原子核最为稳定。

因此，当原子核发生反应向铁核靠近时，会释放出不等的能量。

当两个或多个较轻的原子核碰撞，融合成一个原子核时，会释放大量能量，这便是核聚变的原理。

这是由于反应后生成的新原子核总质量小于反应前各原子核的总质量，亏损的那部分质量不会无端地消失，而是转化为能量被释放出来，而且极少的质量就可以转化成很大的能量。

说来简单做着难

1939年，美国核物理学家贝特利用加速器将一个氘原子核与一个氚原子核加速到极高的速度发生碰撞，两个原子核发生融合，生成了一个新的原子核——氦核和一个中子，并释放出17.6兆电子伏特的能量，这是人类历史上首次自主实现核聚变。

现如今，核裂变早已应用于商业，并取得不俗的效益。不过，你可能不知道的是，核聚变要早于核裂变被提出。

1933年，核聚变就已被提出，而直到5年之后，改变世界战争格局的核裂变才被正式提出。

虽然“出世”早，但核聚变的发展不如核裂变顺畅，发展至今，碰了不少壁，高温高压成为横亘在人们面前的两堵墙，明明知道围墙外是美好的世界，但一直囿于困难之中。

小小原子核拥有大能量

核聚变（nuclear fusion），又称核融合、融合反应或聚变反应，主要是指氘或氚的聚变反应。与核裂变相比，核聚变对于条件的要求极为苛刻。只有在极高的温度和压力下才能让核外电子摆脱原子核的束缚，让两个原子核能够坦诚相见，互相吸引而碰撞到一起，发生聚变作用，生成新的质量更重的原子核（如氦核）和中子。

核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。核聚变会释放出巨大的能量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光和热就是由核聚变产生的。

核聚变反应的原理很简单，很好理解，但要想稳定可控，却是人类现有技术难以跨越的槛，确实是个不小的考验。下面来简单看一下可控核聚变的大致步骤和技术要求。