今年9月23号,我在南京跑会,散场后拽着认识快十年的老朋友蹭奶茶。他就是做核聚变研究的,常年待在实验室,这次来南京开材料研讨会。
坐下来没五分钟,我抛出去第一个问题:网上说核聚变永远都是五十年,是不是真的?
他一口冰奶茶下去,笑的吸管都歪了。
那句“永远五十年”,本来就不是吐槽
说实话,我之前也跟着凑热闹调侃过这句话,说什么五十年五十年,五十年后还是五十年。那天才知道,这句话最早说出来的时候,根本不是嘲讽,是实打实的规划。
上世纪五六十年代,刚开启核聚变研究的时候,科学家一算,要搞成商用,差不多要五十年。那时候刚突破原理,工程上一片空白,说五十年是保守估计。哪想到中间能源格局变了,化石能源还够挖,核裂变已经能商用,核聚变的经费砍了又砍,进度才慢了下来。
放在今天,你再说说五十年?那真的是老黄历了。
早在2022年,美国劳伦斯利弗莫尔实验室就已经搞出了能量净增益——什么意思?就是核聚变反应输出的能量,已经超过了输入进去的能量。这是人类历史上第一次迈过这个坎,相当于你种下一斤种子,收了超过一斤的粮食,这才是能持续发展的基础啊。
放到三十年前,谁敢想这一步能走的这么快?

咱们国家的EAST装置,也就是大家常听的人造太阳,早几年就已经实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行,实打实的进展,不是PPT上画的饼。
当然,离商用还有距离,这个没人说假话。但说永远搞不成?那就是睁着眼睛说瞎话了。
别被“人造太阳”的名字骗了,根本不是你想的那样
很多人一听到核聚变,第一反应就是“人造小太阳”,觉得我们就是在地球上造了个和太阳一样的东西,对吧?
我那朋友说,这是圈内公认的最大宣传误区。太阳核聚变是引力约束,靠自身巨大的引力把氢原子压到一起反应,我们地球上哪来这么大的引力?别说地球了,就是把整个木星的质量堆一块,都不够引发氢聚变的。
我们现在主流的研究方向,都是磁约束,用超强的磁场把上亿度的等离子体兜在装置中间,不让它碰内壁,让它老老实实反应。

这里顺便辟个谣,很多人担心,核聚变装置会不会爆炸?万一漏了会不会有核污染?
真不会。上亿度的等离子体,听着吓人,其实整个装置里的等离子体总量其实很少,也就几克而已。只要磁场一出问题,它马上就散开了,温度几秒就降下来,连装置内壁都烧不穿,更别说炸了。至于核废料,核聚变产生的核废料都是低放射性的,半衰期也就几十年,和核裂变的几万年完全不是一个量级,处理起来容易太多了。
真商用那天,电费会免费吗?

这估计是所有人最关心的问题。网上很多自媒体喊,核聚变来了电费就免费了,无限能源时代就来了。
我朋友直接摇头,扯。
燃料确实便宜。氘从海水里提取,一升海水里就能提取出相当于300升汽油能量的氘,整个海水的氘够人类用几十亿年,和无限也差不多了。但燃料便宜不代表发电免费啊,一个聚变堆建设成本几十上百亿,每年维护还要几个亿,这些成本都要摊到电费里的,怎么可能免费?
那好处是什么?好处是真的干净,真的稳定,不用看天吃饭,不像风电光伏要靠天气,也不用烧煤排碳,也不用核裂变担心泄漏。真普及开,整个能源结构都会变,我们不用再抢化石能源,不用在能源问题上被卡脖子,碳排放的问题直接解决一大半。
不过话说回来,现在最大的瓶颈不是能量增益,是材料。你想,上亿度的粒子不断轰击装置内壁,每天炸几千次,什么材料能扛得住,撑个十几二十年不用换?现在全世界的科学家都在啃这块硬骨头,从特种钨合金到液态金属壁,试了无数种方案,现在还在优化。还有等离子体的稳定控制,要让它一直乖乖待在磁场里不晃,也是个细活,要一点一点调参数。
那天我们沿着新街口走,路过一个卖新能源汽车的门店,朋友指着广告牌笑,说等我们退休的时候,说不定路上跑的车,充的电就是聚变堆发的。
我抬头看了看天,南京的天那天很蓝,风里飘着糖炒栗子的香。想想其实挺奇妙的,一群人在地球上攒了几十年劲,就为了捏出一个稳定的聚变火球,给整个人类烧出一条新的能源路。
哪有什么永远的五十年。一步一步走,总会到的。
作者|科技
排版|科技
审核|小北