蹲在合肥科学岛的围栏外,我等的那束光来自核聚变

上个月抽了个周末坐高铁去合肥,打了个车直奔科学岛。司机师傅听说我去看“人造太阳”,笑说“那玩意能当饭吃啊?”我没接话,毕竟我自己之前也觉得,这东西离我家的电费账单远得很。

风很大。

隔着两米高的金属围栏能看到远处银灰色的实验厂房,没有想象中冒着冷蓝色辉光的科幻场景,只有门口穿藏蓝色工装的安保师傅叼着泡了枸杞的保温杯,对着来访登记表一笔一划打哈欠。我站在围栏边刷手机,翻着之前存的实验数据,突然就觉得有点恍惚——就是这栋看起来普普通通的房子里,装着人类目前能摸到的,离终极能源最近的入口。

你以为的核聚变,和实验室里的根本不是一回事

之前刷到过好多短视频,把核聚变拍得跟明天就要并网发电似的,评论区一群人喊“赶紧搞,我要免费用电”,每次看到我都想笑——这帮人根本不知道,实验室里的这帮人,为了让等离子体多飘个10秒,能掉多少头发。

大家对核聚变的印象,大多来自那些亮得晃眼的实验片段:真空腔里一团蓝紫色的光飘着,看起来炫酷极了。但很少有人说,那团光每次能稳定飘着的时间,并没有大家想的那么长。EAST装置创下的1056秒长脉冲高约束模等离子体运行记录,说出来也就不到18分钟,一节中学课的时长,连一杯热奶茶都没法从烫嘴放到温凉。

难就难在“攥住”。

要让两个轻原子核凑到一起反应释放能量,得把温度抬到一亿度以上——比太阳核心的温度还高出近7倍。任何已知的固体材料挨上去,都会直接汽化蒸发。所以科学家想出来的办法,是用超强的磁场搭一个看不见的笼子,把带电的高温等离子体托在真空腔的正中间,让它全程不碰腔壁。这个靠磁场搭起来的隐形磁笼,说起来简单,实际调起来难到离谱:磁场偏一毫米,等离子体就会撞在腔壁上,几秒就凉透,前面几个月的调试全白费。

合肥科学岛EAST实验装置外景
合肥科学岛EAST实验装置外景

别被“永远还有50年”的老梗骗了

这个老梗我最早听是在大学物理课上,老师说核聚变永远还有50年才能商用。前阵子在科学岛碰到个做了八年实验的博士后,他说他刚入行的时候,导师也是拿这句话给他浇冷水,现在他都快评上副高了,网上还在传这个梗。

他翻出电脑里存的历年实验记录给我看:2010年的时候,实验装置能维持的最高等离子体温度是五千万度,现在早就突破一亿度了;十年前一次实验输入的能量,有近一半会在传输过程中损耗掉,现在损耗能压到10%以内;以前每次实验结束,团队要花一周时间检修装置,现在常规检修的时间已经缩到了两天。“你说这是原地踏步?真不是。”他说这话的时候眼睛亮得很,像个攒了好几年弹珠的小孩,终于掏出来给人看。

之前网上吵得厉害,说核聚变跟核裂变一样,要产生大量长期放射性的废料,不安全。真不是抬杠,核聚变反应的最终产物是氦气——就是你给生日气球充的那种惰性气体,没辐射,没污染。唯一带点放射性的,是装置运行十几年后被中子长期照射过的结构材料,这些材料的放射性衰减周期也就几十年,跟核裂变那种需要安全存储上万年的高放射性废料比,根本不是一个量级。

托卡马克装置内部等离子体发光实拍图
托卡马克装置内部等离子体发光实拍图

围栏外的半小时,我没等到传说中的光

围栏外的半小时,我没等到传说中的光
围栏外的半小时,我没等到传说中的光

那天我在围栏边站了快半小时,没等到实验启动的强光——本来人家也不会因为路边站了个游客就随便开实验。旁边有个穿初中校服的小男孩,拉着他妈妈的手仰着脖子看厂房,说以后要考这里的研究生,他妈妈笑着捏了捏他的脸,说“那你得先把物理考到90分以上”。

我之前其实也跟风吐槽过,说投了那么多钱搞离普通人很远的大科学装置,不如多给社区添几个健身器材,多修两条家门口的路。但那天站在风里,听着厂房里传来的低沉嗡鸣,突然就想通了。

那个博士后跟我吐槽,去年冬天有次实验,大家熬到凌晨三点,眼看就要破之前的时间记录,结果突然等离子体就灭了。一群人穿着厚重的防护服钻到装置里查,查了三个小时,发现是个接线端子因为温度太低缩了一点,接触不良。当时组里最年轻的小姑娘直接坐在地上红了眼睛,不是累的,是可惜那差的20秒。后来大家凑钱买了一堆热奶茶,坐在实验室走廊里喝,笑着说“没事,下次就接上了”。他说等以后真的实现商用了,第一个要做的事,就是给所有交电费的老百姓减5毛钱电费,也算不辜负大家等了这么久。

没有什么永动机。

人类这几百年的技术进步,从来都不是靠某一个天才突然搞出个划时代的发明,全是靠这帮人今天拧一个松了的接线端子,明天调一毫米的磁场位置,攒个几十年、上百年,才慢慢摸到技术突破的门槛。你现在天天用的锂电池,最开始搞出来的时候,连给随身听供电都撑不过两小时,谁能想到现在能撑着你刷一天短视频?

那天离开的时候已经傍晚,夕阳把科学岛的湖面照得发亮。我没等到实验启动的那束强光,但我知道,那光迟早会来。毕竟人类等了几十万年,才从钻木取火走到人造太阳的门口,多等这几十年,好像也不算太亏。

作者|科技

排版|科技

审核|乐乐

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