這將引發(fā)能源結(jié)構(gòu)的根本變革。自工業(yè)化時(shí)代以來(lái)，人類對(duì)能源的需求不斷增長(zhǎng)，特別是俄烏沖突后，能源危機(jī)變得越來(lái)越明顯。然而，我們也意識(shí)到地球上的能源并非無(wú)窮無(wú)盡。目前，煤炭?jī)?chǔ)量已經(jīng)消耗大部分，只夠我們?cè)偈褂?00到400年，而石油資源也快要枯竭了。濃縮鈾，核能發(fā)電中所必需的材料，也只夠使用100年左右。因此，各國(guó)開(kāi)始關(guān)注可持續(xù)再生能源的開(kāi)發(fā)，風(fēng)能、水能和太陽(yáng)能應(yīng)運(yùn)而生。盡管這些可再生能源已經(jīng)取得成功，但目前仍無(wú)法滿足人類的需求。因此，各國(guó)對(duì)核聚變能源的研發(fā)越來(lái)越感興趣。
1、核聚變能源是什么
人們?cè)缇烷_(kāi)始研究為什么太陽(yáng)能持續(xù)不斷地釋放出巨大的能量，它究竟燒的是什么燃料呢？經(jīng)過(guò)科學(xué)家們長(zhǎng)期的研究和探索，人們終于知道太陽(yáng)和宇宙中的恒星之所以能源充沛，是因?yàn)樗鼈兝煤司圩兎磻?yīng)產(chǎn)生能量。
2、核聚變是如何發(fā)生的
核聚變的燃料主要是氫、氘和氚。它們都是同位素，具有相同的原子結(jié)構(gòu)，只是原子核的組成不同。氫的原子核只有一個(gè)質(zhì)子，而氘和氚的原子核分別多了1個(gè)和2個(gè)中子。在足夠高的溫度下（上億度），這些原子核可以聚合成較重的原子核，釋放出大量的能量，這個(gè)過(guò)程被稱為核聚變反應(yīng)。
要實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電，首先要解決的問(wèn)題是如何達(dá)到點(diǎn)火溫度。核燃料需要被點(diǎn)燃，而它的點(diǎn)火溫度高達(dá)上億度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)我們?nèi)粘Ｊ褂玫娜剂系狞c(diǎn)火溫度。激光技術(shù)為解決這一問(wèn)題提供了可能。通過(guò)高強(qiáng)度的激光束照射壓縮的氘和氚，可以將其加熱到上億度的高溫，從而實(shí)現(xiàn)核聚變的點(diǎn)火溫度。從上世紀(jì)40年代開(kāi)始，各國(guó)開(kāi)始投入大量資源和人力進(jìn)行核聚變反應(yīng)的研究，以解決能源危機(jī)問(wèn)題。
3、核聚變能源的優(yōu)點(diǎn)
1、料后產(chǎn)生的溫室氣體等污染物，既不會(huì)污染環(huán)境，也不會(huì)對(duì)人體造成傷害。
2、核聚變的原材料氘和氚非常豐富，地球上70%的表面被海洋覆蓋，這意味著原材料的儲(chǔ)量是足夠使用的。
3、核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量巨大，僅使用少量海水就可以產(chǎn)生供人類使用一周左右的能量。
4、研究成果
考慮到核聚變發(fā)電的顯著優(yōu)勢(shì)，各國(guó)紛紛投入資源進(jìn)行研究。畢竟，在能源危機(jī)的今天，掌握能源就意味著擁有話語(yǔ)權(quán)。為了提高等離子體溫度和約束時(shí)間，科學(xué)家們采取了許多技術(shù)措施，其中最引人注目的是1991年JET（歐洲聯(lián)合環(huán)）取得的突破性進(jìn)展。通過(guò)混合不同比例的氘和氚，JET實(shí)現(xiàn)了3億攝氏度的點(diǎn)火溫度，維持反應(yīng)60秒，約束時(shí)間達(dá)到2秒，并產(chǎn)生了大量的聚變反應(yīng)中子。
5、我國(guó)在這方面的進(jìn)展
中國(guó)在核聚變研究方面取得了顯著進(jìn)展。2006年，中國(guó)自主設(shè)計(jì)制造的新一代托卡馬克磁約束核聚變裝置“EAST”成功進(jìn)行了首次放電實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了時(shí)間接近3秒、電流達(dá)到200千安的高溫等離子體放電。這一成就引起了全球的關(guān)注，標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入核聚變研究的前沿。如果這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)商業(yè)化生產(chǎn)，對(duì)中國(guó)來(lái)說(shuō)將具有巨大的意義，相當(dāng)于掌握了無(wú)限的能源資源。正如目前美國(guó)將美元與石油掛鉤一樣，實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電將為中國(guó)帶來(lái)不可估量的未來(lái)。
中國(guó)加入了國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）組織，這標(biāo)志著中國(guó)已經(jīng)進(jìn)入了核聚變研究的前列。ITER是一個(gè)國(guó)際性的組織，成立于1985年，由蘇聯(lián)和美國(guó)牽頭，后來(lái)歐盟、日本等國(guó)加入。該組織旨在減少各國(guó)研究費(fèi)用，共享資源和試驗(yàn)結(jié)果。只有在核聚變研究方面處于世界前列的國(guó)家才有資格加入。核聚變研究者們常常提到“領(lǐng)跑”，加入ITER組織是其中的重要標(biāo)志之一。
科學(xué)家們預(yù)測(cè)，在21世紀(jì)30年代，人類將完成受控核聚變的研究工作，建成核聚變發(fā)電站，并將其投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。這將引發(fā)能源結(jié)構(gòu)的根本變革，能源枯竭的威脅將成為歷史，對(duì)人類社會(huì)和文明將產(chǎn)生深遠(yuǎn)的影響。
