最近幾年，可控核聚變不斷取得突破，聽起來好像馬上就可以建設核聚變發電站發電了。尤其是美國爆出了兩個令人振奮的消息，讓人看到了核聚變的曙光。那核聚變發電真的要來了嗎？我是東城觀星，再跟大家聊聊核聚變的話題。

可控核聚變發電是目前人類能想到的最理想的發電形式之一，是未來能量來源的希望。早在上世紀氫彈爆炸之前，可控核聚變發電的理念就已經提出來了。但經曆了一個又一個十年以後，可控核聚變發電似乎依然遙不可及。那可控核聚變到底能不能發電？什麽時候才能真正用來發電呢？

可控核聚變能發電，這是毫無疑問的，而且早就可以實現發電了，但是到目前爲止，所有的突破，都沒有達到最終可以使用的狀態。很多人都說核聚變發電馬上就要來了，甚至一家美國公司宣稱要到2028年就給微軟提供核聚變發電服務。那核聚變發電真的近在眼前了嗎？

先說最近宣傳最多的激光核聚變。美國取得了突破性進展，實現了輸出能量大于輸入能量，看起來終于可以用來發電了，真的激動人心啊。但是，這個突破性進展，僅僅只是一個小實驗，跟最終的核聚變發電還有很遙遠的距離。有意思的是，美國激光核聚變看起來激動人心，輸出能量達到輸入能量的兩倍。但實際釋放出來的能量只夠一個人洗一個熱水澡。這還只是以熱量的形式釋放，如果再用來發電的話，還會打很大的折扣。

這還不是最誇張的，最誇張的是，所謂的輸出能量大于輸入能量，並不是輸出能量大于全部消耗能量，僅僅是輸出能量大于輸入激光的能量。激光的産生還是需要電的，關鍵是把電轉變成激光的效率是很低的。實際上消耗了322MJ的電能，才産生了2.05MJ的激光，然後誘發核聚變産生大概4MJ的能量。也就是消耗了大概能給一百個人洗澡的電量，最終産生了能給一個人洗澡的核聚變能量。這樣算起來，戰果是非常慘烈的，可以說是傷敵一千，自損十萬。要想真正用來發電，那可真會賠個底掉。真正想用起來的話，一方面得大幅度提高電能變成激光的效率，另一方面，還要大幅度提升消耗激光後産生能量的倍率，至少是十倍百倍的標准才行。

這還不算完，據報道，這個突破性的成果不僅用電非常奢侈，用料也非常奢侈。比頭發絲直徑還要小的燃料膠囊，外面卻需要包裹一個橡皮擦大小的黃金金塊。這個金塊可是消耗性質的，一次核聚變點火消耗一個金塊，消耗完點火産生的能量只能洗個熱水澡，你想想這個熱水澡得有多奢侈啊。

讓人們看到曙光的激光核聚變，全世界只有美國國家隊才能做到，而且還如此奢侈，那真正實用，恐怕沒個十年八年是不太可能的吧。

再說中國比較擅長的磁約束核聚變。這種核聚變在世界範圍內研究最廣泛，取得的成果也最多，但依然無法真正商用。不客氣的說，現在所有的磁約束核聚變設備跟最終要商用的設備比起來，都只能算是玩具而已。就連世界多國合作在歐洲建設的最大核聚變設施，也並不是最終的核聚變發電站，甚至還有不小的差距。磁約束核聚變還有很多難題需要克服，目前沒有任何一個設備可以把所有難題都給解決掉。

首先，所謂磁約束核聚變，就是類似于動作片中某些內功高手玩的一個漂亮特效，就是通過內功在身體四周弄出來一個圓環，比如用樹葉聚集起來形成一個圓環圍繞身體旋轉，或者把水、火聚合起來形成一個圓環。反正就是全靠強大內功維持的一個圓環，內功一旦撤掉，圓環立馬就會散開。

磁約束核聚變可比那些武林高手厲害多了，通過磁場控制一個比太陽還要熱得多的大火環。太陽核心溫度也不過1500萬℃左右，磁約束核聚變的火環溫度將達到幾億攝氏度，任何地球物質遇到這樣的溫度都會氣化甚至等離子體化。這就好像是用紙來包裹火球，火球稍有不慎就會碰上紙包裝，也就把紙給點燃了。

目前維持這個高溫火環運轉的內功也就是磁場，已經可以實現了。同時，這個火環也是被包裹起來的，用來包裹火環的材料雖然不會直接接觸火環，但也會直接面對火環，需要耐受足夠高的溫度。現在能夠耐受火環炙烤的第一壁材料也已經做出來了，而且已經廣泛使用，中國就是第一壁材料的主要供應國。

但是這個火環內部要發生核聚變的話，可是並不老實。核聚變發生的時候，就相當于在高溫火環裏面釋放炸彈，隨時都有可能把火環給炸毀。一旦炸毀，那可是災難性質的，包裹火環的材料就會被燒毀。現在火環的長時間穩定性是磁約束核聚變的最大難題之一。現在所有的磁控核聚變，都不可能長時間運行，能高溫運行十分鍾就算非常不錯了，這可不是最終核電站想要達到的目標。更何況，這種核聚變也遠遠達不到輸出能量遠遠大于輸入能量的水平。

磁約束核聚變，還面臨很多目前還無法解決的困難。除了輸出能量遠遠大于消耗能量以外，還有怎樣提高核聚變反應效率問題，現在核燃料氚大概只能燃燒0.3-0.5%，這是非常低的燃燒效率，未來至少需要提高十倍以上才行。同時，核聚變反應還需要不斷把燃燒廢料從火環裏面分離出來扔出去，並提取廢料中的能量，扔廢料的時候還要把裏面混合的有用燃料給回收回來，這個環節的難度也是很大的，這正是下一步要重點探索的環節。

經典的核聚變反應是類似氫彈的氘氚反應，這種反應方式實現起來比較容易，點火溫度比較低，但是反應中會産生大量的中子，這些中子會嚴重破壞周邊的包裹材料，讓包裹材料老化失效，從而讓反應堆面臨重大風險，需要想辦法盡量減少中子的危害。方法已經有了，但效果還需要持續提高。新型的核聚變反應可以使用氘和氦3反應，這個反應不産生中子，氦3也不像氚那樣有放射性，危害大大降低，但是點火溫度卻需要提高好幾倍。本來維持1億攝氏度就很困難很危險了，提高到幾億攝氏度，那就更難更危險了。

美國某團隊使用高溫超導體制造出了新型的核聚變反應堆，大幅度降低了成本和體積，似乎把核聚變實用化又推進了一步，但這個創新依然無法解決前面提到的很多問題，依然需要不斷探索。

總結起來，可控核聚變發電看起來無限光明、隨時都會到來，但保守估計可能還需要二三十年才能真正到來。左一個十年、右一個十年，未來還需要幾個十年，可控核聚變可以說是人類科技史上最難産的一項技術了，大家覺得這個可控核聚變到底靠譜不靠譜啊？多少年能投入使用呢？

我是東城觀星，關注我，定期給大家講點高科技的知識。