2026-10-05 16:11:08
作者：
科技
去年9月23号逛南京的科创博览会，挤过一堆卖AI摄像头、智能家电的展位，角落一个不起眼的环形不锈钢模型，差点被我错过。标牌上写着——EAST，“人造太阳”，核聚变实验装置。
我凑上去摸了一下，凉的，沉的，比我两个腰还粗的环，原来就是那个每次上新闻都能刷一波屏的“神器”。
之前对核聚变的所有印象，都是各种短文里的“终极能源”“永远还有五十年”，直到那天站在这个模型前面，才想认真掰扯掰扯，这玩意儿到底是什么情况。
大家都追的核聚变，到底“变”的是什么
很多人听得最多的词就是“人造太阳”，说原理和太阳一样。没错，但太阳是靠自身超大引力压住反应材料，我们搞可控核聚变，总不能搬个太阳过来对吧？
用的是氢的同位素氘氚，把两个轻原子核凑到一起，挤成一个更重的原子核，这个过程会丢一部分质量，按照质能方程，质量变成能量，就释放出来了。
说实话，很多科普说核聚变燃料取之不尽用之不竭，这话也对也不对。氘从海水里就能提，一升海水出的氘，聚变出来的能量相当于三百升汽油，没错。但氚这玩意儿，自然界几乎没有，现在得靠核反应堆生产，成本不低。
不过话说回来，就算氚用完了，未来还可以用氘氘反应，或者氘氦3，只是难度更高而已，燃料整体的储备，比化石燃料还是多太多了。
可控核聚变托卡马克装置结构剖面图
很多人说核聚变完全没污染，零排放，这是最大的误区。核聚变反应也会产生中子，也会让装置内壁的材料变成放射性废料。
但是和核裂变比起来，这个放射性好处理太多——裂变的废料放射性能维持几万年几十万年，核聚变的废料，大部分几十年就能降到安全水平，最长也不过几百年，存放压力小太多了，对吧？
搞了快七十年，为什么还没发上电
刚接触核聚变的时候我也纳闷，为啥从上个世纪五六十年代就说快要成了，到现在还没商用？是不是科学家在骗经费？
真不是。难的不是让原子核发生聚变，是难在“可控”两个字。要让氘氚发生稳定聚变，得把材料加热到一亿摄氏度，还要把这么高温的等离子体稳稳装住，不能碰到容器壁——一碰到就降温，反应直接停，还能把装置给烧穿了。
什么材料能扛一亿度？没有。所以只能用磁场做笼子，把等离子体悬空“托”在装置里面，不碰到任何东西。这个笼子怎么编，就是最大的难题。
中国EAST超导托卡马克装置内部实拍图
你想想，一亿度的火球，在你这个磁场笼子里滚，稍微有点不稳，直接就漏出来了，反应就没了。之前我们追求长脉冲，EAST之前做到了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，这已经是世界领先的成绩了，你敢信？
一百多秒，说起来不长，但是之前连一百秒都做不到，一步步堆上来的。
还有个核心指标叫能量增益因子Q，就是输出能量除以输入能量，要Q大于1，发出来的电才能覆盖你输进去的能量，才有的赚。前几年已经有研究机构做到Q大于1了，不同路线的进展都在往前推，只是离稳定发电还有距离。
不是谁故意藏着技术不出来，是每一步都得实打实试过，错了改，改了再试，没有捷径可走。
我们真的能等到核聚变商用的那一天吗
我们真的能等到核聚变商用的那一天吗
网上说的最多的笑话就是“核聚变永远还有五十年”，我之前也这么调侃。
不过话说回来，这七十年其实进步真的不小，从一开始根本聚不起来，到现在Q超过1，长脉冲上千秒，一步一步都在往前拱。
很多人说核聚变出来之后电费就免费了，这又是瞎扯。核聚变燃料确实便宜，但是建一个聚变堆的成本，吓死人，从装置材料到超导磁铁，哪一样不是天价？就算商用了，一开始电费也不可能便宜，只是我们不用再抢化石能源，不用看别人脸色过日子，碳排放也能降下来，这就够了。
说实话，我之前对所有“终极能源”的说法都免疫，什么永动机啊，什么免费能源啊，都是骗鬼的。核聚变不是玄学，是一步一步试出来的工程问题，没有什么一蹴而就的神话突破，都是无数人在实验室里磨出来的。
那天在南京展厅，有个中学生拉着他爸爸问，这个东西我长大能用上吗？他爸爸说不好说，我在旁边听着，其实想说，大概率能用上。
现在国际合作的ITER在法国建，我们自己的聚变工程实验堆也在规划，按进度，本世纪中叶差不多就能有商用机组并网发电了。我们这代人，说不定老了还能用上聚变发的电呢。
不对，说不定不用等老了，进度比预想的快也不一定。现在超导材料进步这么快，人工智能模拟等离子体也比以前准太多了，很多之前算几个月的东西，现在很快就能出结果，能少走好多弯路。
当然，也不排除还会碰到很多之前想不到的问题，工程哪有一帆风顺的。就是挺感慨的，人类搞了这么久能源，从烧木头烧煤烧石油烧天然气，到裂变，现在奔着核聚变去，其实就是给自己找更长远的出路。
那天离开那个展位的时候，我又回头看了一眼那个凉冰冰的不锈钢模型，它不是科幻电影里发光的未来道具，是现在摆在我们面前，摸得到的下一步。
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文章名称：在南京展厅摸到核聚变装置模型后，我推翻了之前所有误解
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