9月23号的南京,秋老虎刚走,江风吹着已经凉得舒服。我挤在江北新区一个科创沙龙的后排折叠椅上,本来只是凑个热闹,没想到听完一下就改变了之前对核聚变的所有刻板印象。出来的时候还在门口排了二十分钟队买了半只盐水鸭,油蹭在包上都没在意,满脑子都是刚才聊的东西。
别被“终极能源”四个字吓住
很多人对核聚变的全部认知,停留在两个点:一是太阳就是靠这个发光发热,二是“核聚变永远都是五十年后才能用上”。
这话传了快六十年了。说实话,刚说这句话的时候,国内大部分家庭还没看上彩电呢。

很多人觉得核聚变是天顶星科技,复杂到听不懂,其实换个大白话讲就行。我们现在用的核电都是核裂变,就是把一个重原子核劈开,劈的时候放出能量,还有废料不好处理。核聚变反过来,把两个特别轻的原子核撞在一起,撞成一个新的重原子核,这个过程会丢一点质量,丢的质量直接变成了巨大的能量。
原料从海水里就能提,几乎没有难以处理的核废料,也不会出现大规模泄漏事故,被叫做终极能源真不是吹。
但很多人被这四个字吓住,觉得这是几百年后的东西,和我们这代人没关系,这真的是个大误区。我们说的五十年,最开始是从上个世纪六十年代的乐观估计来的,那时候刚突破基础,大家觉得很快就能搞成,后来遇到一堆难啃的问题,就慢慢把时间往后推,传着传着就成了“永远五十年”。
实际上呢?现在实验进度真的比大部分人想的快太多。就在2023年,EAST已经做到了403秒的稳态长脉冲高约束等离子体运行,这是全球范围内公开报道过的最长运行时间。商业化的实验堆也已经在规划建造了,不是停在纸面上的东西。
说穿了,就是把“实验成功”和“商业化并网发电”的时间搞混了,就像你造出了第一块能发电的太阳能板,不等于马上就能家家户户装太阳能电站,中间总要一步步试,一步步优化。
普通人关心的从来不是冰冷的技术参数
我那天在沙龙上,听得最认真的部分,就是台下观众问的几个问题,没有一个人问等离子体的精确温度,全是接地气的普通人视角。
第一个问题:安全吗?会不会像原子弹那样炸,会不会漏核?
核聚变的安全逻辑和核裂变完全不是一回事。核裂变是链式反应,控制不好就会一直反应下去堆芯熔毁出事故。核聚变不一样。要维持核聚变反应,你得一直把上亿度的等离子体稳稳约束住,这个条件苛刻到离谱,只要稍微出一点差错,温度掉一点,约束歪一点,反应直接就停了,根本不可能发生所谓的爆炸。现在的实验装置哪怕出最大的故障,最多就是装置本身受损,对周边一点影响都没有,更别说核泄漏了。
第二个问题:原料真的够吗?会不会用个百十年就没了?
提取氘的原料就是海水,一升海水里能提出来的氘,聚变之后放出的能量,差不多相当于300升汽油燃烧的能量。整个地球的海水有多少?按现在人类的能源消耗速度算,够用几十亿年,比人类文明剩下的可预测时间都长。

还有人问,现在搞核聚变是不是就是烧钱没用?这个问题其实挺有意思,现在做实验确实要投很多钱,但哪项重大能源技术刚开始不是这样?太阳能刚出来的时候,发一度电的成本是现在的几十上百倍,不也一步步走过来了?
它真的能改变我们的日常吗

不过话说回来,现在很多宣传吹得太邪乎,说什么核聚变实现了就电费免费,能源无限,人人都能开宇宙飞船,听听就行,别当真。
就算商业化了,发电站建设、运营都还要成本,不可能真的免费。但成本降到比现在的火电还低,是大概率的事。
那对我们普通人有什么影响?最直接的,电费大概率会更稳定便宜,至少不会像现在这样跟着国际能源价格涨涨跌跌停不住。那些高耗能的清洁产业,比如炼绿氢,比如海水淡化,比如低碳炼钢,都不用再心疼电费贵,成本降下来,很多产品的价格也会跟着降,内陆缺水的地方直接就能从海里调水,不用再愁淡水不够用。
往大了说,整个世界的能源格局都会变,不用再抢石油抢煤矿,很多因为能源产生的矛盾,自然就没了存在的必要。
当然,现在还有一堆问题没解决。比如长期承受等离子体辐照的装置内壁材料,还没找到完美的备选,比如怎么把聚变出来的热量稳定导出来转换成电能,还有一堆工程问题要一个个啃。我那天散场的时候和那个做报告的年轻研究员聊天,他说他博士读了五年,才解决了一个很小的约束稳定性问题,发了一篇不错的论文,但离商用还差得远。
他说,他们组里的年轻人,没人觉得这辈子看不到商用核聚变,大家就是啃,啃完一个问题下一代人啃下一个,总有啃完的那天。
我攥着盐水鸭的纸袋子往地铁站走的时候,江风卷着路边桂花香吹过来,突然就挺感慨的。我们总觉得,改变世界的都是什么惊天动地的大发明,哪有那么多一蹴而就,不就是一群人,对着一个看起来很远的目标,一步步走,走个几十年,就走到了。
说不定等我带孙子去科技馆的时候,就能指着核聚变发电站的模型说,奶奶我当年,在南京的秋夜里,听过这群人聊这个东西呢。
作者|科技
排版|科技
审核|安然