一直以來,，核能都被視為“取之不盡用之不竭”的清潔能源的首選,。但由于無論是技術(shù)層面、設(shè)備層面還是史無前例的空白實(shí)踐角度來說,，利用更多的則是更為容易實(shí)現(xiàn)的核裂變方式,，關(guān)于核聚變都一直停留在空想層面。但事實(shí)證明,，從20世紀(jì)20年代核聚變概念開始出現(xiàn)后,，人類就一直在該領(lǐng)域不斷探索。這不,，最新的核聚變實(shí)驗(yàn)也終于迎來首秀成功,，并且刷新了1997年來類似實(shí)驗(yàn)的相關(guān)數(shù)據(jù)。

核聚變反應(yīng)堆：具有疊加等離子體的JET內(nèi)部,。圖源：英國原子能管理局（UKAEA）

而更為興奮的是,，全球最大的核聚變反應(yīng)堆ITER因?yàn)檫@一迷你版“人造太陽”實(shí)驗(yàn)的成功未來的核聚變實(shí)驗(yàn)將更有參考依據(jù)，屆時(shí)可實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益,、人文效益乃至還有更大一全球人類福音：氣候危機(jī)難題也將迎刃而解,。那么這一實(shí)驗(yàn)究竟怎么回事呢？實(shí)現(xiàn)了哪些成就,，未來大規(guī)模普及的挑戰(zhàn)又有哪些,？下面不妨和魔方一起來了解一下。

全球首個(gè)“氘氚”核聚變實(shí)驗(yàn)刷新記錄,！“人造太陽”5秒輸出59兆焦耳,，到底有多牛？

據(jù)外媒報(bào)道,，當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月9日的時(shí)候,，世界三大核聚變研發(fā)組織——?dú)W洲核聚變研發(fā)創(chuàng)新聯(lián)盟（EUROfusion）、英國原子能管理局（UKAEA）和國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）召開了聯(lián)合新聞發(fā)布會(huì)公布喜訊：歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）在5秒之內(nèi)產(chǎn)生了能量為59兆焦耳的穩(wěn)定等離子體,！以功率單位表示可換算為5秒產(chǎn)生平均11兆瓦的功率輸出,，也就是1秒可產(chǎn)2200度電。這標(biāo)志著核聚變成為可能,，重要有了實(shí)踐層面的標(biāo)志性事件,。

此外，從輸出的總的能量值來說,，這是全球首個(gè)“氘氚”核聚變實(shí)驗(yàn),。1997年以來,，這是首次進(jìn)行的“氘氚”核聚變實(shí)驗(yàn)，但首戰(zhàn)就一鳴驚人,。據(jù)悉,，JET一直以來的定位就是目前世界上最大的核聚變項(xiàng)目、國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）計(jì)劃（“人造太陽”）的迷你版,，其產(chǎn)生的核聚變能量相當(dāng)于一臺(tái)風(fēng)力渦輪機(jī),，可以為一棟房子提供一整天的能源，如果反復(fù)進(jìn)行核聚變,，其產(chǎn)生的能量還能為整個(gè)城市提供全部的房屋用電,。

ITER項(xiàng)目

可以想象一下，如果屆時(shí)ITER計(jì)劃成功,，其產(chǎn)生的清潔能源量不可想象,。而可喜可賀的是，此次JET實(shí)驗(yàn)使用的核聚變?nèi)剂显刂饕请碗?。其一,，它們都是氫元素的同位素，十分清潔,。其二,，從地球?chǔ)量來說，這兩種元素是從大海中提取,，而海水中含有大約每6500個(gè)氫原子就有一個(gè)氘原子,，其總量可達(dá)45萬億噸。

而從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來看,，每1立方米海水中的氘原子所具有的潛在能量相當(dāng)于13600億桶原油燃燒產(chǎn)生的能量,，也就是地球上蘊(yùn)藏的石油總儲(chǔ)量那么多。而以世界能源的消耗速度來說,，單就海水中的氘元素核聚變能量就夠用幾百億年了,。而另一元素氚還能由鋰制造，地球上的鋰大概都有兩千多億噸,。因此總的來看,，未來這兩個(gè)元素的核聚變極有可能實(shí)現(xiàn)商業(yè)規(guī)模。這意味著地球上的能源有可能實(shí)現(xiàn)完全清潔,，并且一直持續(xù)下去,。

JET核聚變實(shí)驗(yàn)成功有何意義？核聚變商業(yè)化隱藏的挑戰(zhàn)有哪些,？

自然而然，JET核聚變畢竟體量有限,，因此其產(chǎn)生的能量也有限,。不過它卻有一重大意義,，那就是為目前正在建設(shè)的全球最大核聚變反應(yīng)堆ITER鋪設(shè)了道路。據(jù)悉,，JET的目標(biāo)是產(chǎn)生和維持核聚變,，而ITER的目標(biāo)則是通過50兆瓦的燃料產(chǎn)生10倍的能量回報(bào)，即500兆瓦的聚變功率,。按照計(jì)劃,，JET可能會(huì)在2023年之后廢棄，而ITER將在2025年或者之后不久就接替進(jìn)行核聚變實(shí)驗(yàn),。

ITER反應(yīng)堆內(nèi)部結(jié)構(gòu)

此外,，JET核聚變實(shí)驗(yàn)也帶來了一全球人類福音。英國原子能管理局首席執(zhí)行官伊恩·查普曼表示,，這是一項(xiàng)具有里程碑意義的事件,。而帝國理工學(xué)院的研究員馬克也表示，這次實(shí)驗(yàn)讓核聚變不再是遙不可及的夢(mèng)想,。而其他眾多科學(xué)家們也表示,，此次的實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會(huì)（IPCC）的最新報(bào)告中顯示的，在十年內(nèi)將溫室氣體排放量減少近一半,，在2050年前達(dá)到零凈排放成為可能,，氣候危機(jī)或?qū)⒁蛩卸狻?/span>

IPCC氣候警告

值得一提的是，盡管核聚變帶來的各項(xiàng)效益讓人驚喜,，但科學(xué)家們也指出了未來實(shí)現(xiàn)終極“商業(yè)化目標(biāo)”和“清潔能源目標(biāo)”還具有三大挑戰(zhàn),！其一，那就是核聚變所需的耐高溫設(shè)備,。核聚變?nèi)剂想碗氨仨毐３衷?億華氏度,，也就是1億攝氏度（太陽中心溫度約2000萬攝氏度）內(nèi)才能融合產(chǎn)能，如何建造這樣一個(gè)如此耐高溫的設(shè)備是世界性難題,。目前來說,，做到這一點(diǎn)的只有位于英國的歐洲聯(lián)合環(huán)狀反應(yīng)堆（JET）。

各國在ITER中承擔(dān)的任務(wù)

其二,，第二個(gè)挑戰(zhàn)則是集中在如何提高核聚變的功率,，降低核聚變的生產(chǎn)成本，從而實(shí)現(xiàn)商業(yè)化規(guī)模,。如果說能產(chǎn)生持續(xù)的能量是基礎(chǔ),，那么提高功率降低成本則是最終能否實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的根本。不過就目前來說,，據(jù)世界能源市場(chǎng)的相關(guān)調(diào)查,，目前每年的產(chǎn)值大約為5-10萬億歐元，而總支出僅占比0.5%，包括此次ITER在內(nèi)的核聚變研究都才投入15億歐元,。因此投入不夠就是核聚變最終全球化并實(shí)現(xiàn)解決氣候危機(jī)的第三大挑戰(zhàn),。

總結(jié)

總而言之，核聚變的成功確實(shí)是人類歷史上的又一里程碑式發(fā)展,。全球都關(guān)注的氣候危機(jī)確實(shí)也沒有解決的靈丹妙藥,，但是核聚變可能是最為接近的一種方法。也正因此,，從這一層面出發(fā),，目前我們也才摸到門檻，未來想要實(shí)現(xiàn)目標(biāo)還面臨著很多挑戰(zhàn),，而這些難題也需要集中力量各個(gè)擊破,。

不管怎么說，這確實(shí)是一大好消息,。為科研人員致敬,，也期待未來在保證核聚變的安全下，不斷地努力之后,，全球最大規(guī)模的核聚變反應(yīng)堆ITER帶給我們的好消息,。