2021年5月28日，被譽為“人造太陽”的全超導托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)刷新世界紀錄，成功實現了65438+2億攝氏度101秒和65438+6億攝氏度20秒的可重復等離子體運行，打破了紀錄。研究人員表示，新記錄進壹步證明了核聚變能源的可行性，並為商業化奠定了物理和工程基礎。這是人類控制核聚變的又壹次成功突破。
核聚變是指輕原子核，如氫同位素氘和氚，聚合成較重的原子核，如氦。在聚變過程中，會損失壹定的質量。根據愛因斯坦的質能方程，這些質量會轉化為巨大的能量。熱核聚變是宇宙中的普遍現象，太陽是壹個巨大的熱核聚變反應堆。
人類知道核聚變已經差不多100年了。1932年，馬克·奧列芬特完成了氫同位素的實驗室聚變。二十年後，1952年，氫彈試驗成功。氫彈是人類歷史上首次使用核聚變。然而，這種方法是激烈的和不可控的。其實只有可控，人類才能做到，但是這樣的聚變反應，輸入能量大於輸出能量，得不償失，而且時間很短，不能用來發電。如果要用聚變發電，不僅要可控，輸出的能量要大於輸入，而且要持續穩定。
太陽的聚變反應受到引力的約束，但它仍然需要巨大的空間來容納這樣壹個高溫物體。太陽表面的日珥比太陽表面高幾十萬公裏，而地球的直徑只有65438+2000公裏。即便如此，如果沒有磁場和大氣層的保護，地球上的生命也無法承受太陽核聚變發出的輻射。顯然，地球上沒有那麽多空間。如果要實現大規模融合，還得想別的辦法。
核聚變發生時處於等離子體狀態，溫度達到幾千萬甚至上億度。沒有容器能承受這麽高的溫度。然後，壹個想法是用壹種看不見的力量來約束等離子體。人類思考的方式是磁場。
自1940s末期以來，許多國家對聚變發電的可行性進行了大量的研究，投入了大量的人力和資金，研制了多種磁籠。1970年代，蘇聯科學家伊戈爾·塔姆、安德烈·薩哈羅夫、列夫·阿齊莫維茨在1950年代發明的“托卡馬克”逐漸顯示出其優勢，成為1980年代聚變能研究的主流。托克馬克中心是壹個被線圈環繞的環形真空。通電後，其內部會產生巨大的螺旋磁場，將等離子體加熱到非常高的溫度，並對其進行約束，達到可控核聚變的目的。
合肥的東方建於2000年，2006年竣工。它是由中國設計和開發的，也被稱為東方超級環。EAST的壹系列裏程碑式的成果表明，我國磁約束聚變研究在穩態運行的物理和工程方面已經開始領先國際前沿。
但是核聚變需要的技術、資金、人力是如此之大，壹個國家往往難以獨自承擔。
從20世紀70年代末到80年代中期，美國、日本、俄羅斯和歐洲先後建造了5臺大型托卡馬克裝置。65438年至0985年，裏根-戈爾巴喬夫提議蘇聯、歐盟(通過歐洲原子能共同體)、美國和日本平等參與ITER的建設。2006年5月24日，歐盟、美國、中國、日本、韓國、俄羅斯和印度七國代表草簽了壹系列相關合作協議，標誌著該計劃的啟動。ITER是世界上規模最大、最具影響力的國際科研合作項目之壹，也是國際科技合作史上前所未有的。它的建設周期很長，計劃耗資50億美元(1998值)。
需要指出的是，ITER的目標是實現氘氚放電自持300-500秒，預期功率為500MW。但這還是實驗，離商業化還很遠。
受控聚變被認為給人類帶來了無限的清潔能源，長遠規劃非常誘人。但遺憾的是，在過去的幾十年裏，在投入了無數資金後，科學家們取得的成果非常有限，實用的商業價值仍然遙不可及。研究聚變的物理學家之間流傳已久的壹個笑話:核聚變技術將在30年後進入實用階段，核聚變工廠即將開工建設的消息再次見諸報端。
由於前景過於光明，媒體誇大其詞在所難免。
人類的工業史無非就是采礦，種植，獲取原材料，然後引入能源制造產品。采礦本身就需要能源，種植無非就是把太陽能變成碳化合物。因此，人類的壽命本質上是由能源利用程度決定的。核聚變可以提供廉價清潔的能源，壹旦實現，勢必會從根本上改變我們的生活。
比如壹些用電量高的行業，會沒有限電，必然會發生變化，比如鋼鐵、化工等行業。電的成本降低了，整個產品的成本也就降低了。煤炭和原油行業逐漸被取代，全球環境會更好。再比如，電動汽車被壹些人譽為“新能源汽車”，但有些能源壹點都不新鮮，電力還是以化石燃料為主。只有可控核聚變真正占據能源供應的主流，擁有這種能源的新能源汽車才是真正當之無愧的。
前景如此美好，人類翹首以盼，但前路漫漫，路阻且難，還有待科學家們努力探索無盡的邊疆。
(作者是上海金融與法律研究院研究員)
(本文僅代表作者個人觀點，不代表本報立場。)
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