核聚变能源变得更加可行

很难想象有什么东西比太阳更强大。我们太阳系中的太阳以及外太空中的其他恒星都由一种称为核聚变的物理反应提供能量。这个过程发生在两个轻原子核（原子核中的电正质子和电中性中子）合并并形成单个更重的核时。原子核的形成会因质量损失而释放能量。

早在 20 世纪初，爱因斯坦就提出，物质可以转化为能量，即核聚变。这种大规模、持续的反应产生的能量和热量可以帮助我们抵御季节性抑郁症、种植植物，以及利用太阳能电池板发电。

聚变反应堆，又称聚变发电厂或热核反应堆，是一种科学家可以利用核聚变反应释放的能量来发电的装置。目前，世界各地都在测试反应堆，希望能够为我们的电网供电。

反应堆使用高能态物质或等离子体形式的电离气体，科学家对此仍未完全了解。研究人员正在研究利用等离子体进行核聚变的不同方法——一些反应堆使用磁铁来容纳等离子体。相比之下，其他反应堆则使用激光将等离子体压缩在微小空间内以产生反应。

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中国的实验性先进超导托卡马克（EAST）是一座核反应堆，也是该国“人造太阳”项目的一部分，该反应堆持续了 17 分钟多一点的核聚变反应。据史密森尼学会报道，过热等离子体的温度达到 1.26 亿华氏度，比太阳高出五倍。这一令人振奋的消息传出之际，许多富裕国家都在努力降低排放，并寻求更清洁的可再生能源。

美国能源部解释道：“世界可以从与太阳能相同的能源产生的几乎无限的无碳电力中受益。”

无论多么令人印象深刻，对反应堆进行测试都是昂贵的。到今年 6 月，中国破纪录的反应堆实验的成本可能超过 1 万亿美元。这些试验是为更大的核聚变项目国际热核聚变实验反应堆 (ITER) 做准备，该项目目前正在法国建造，可能在 2025 年投入使用。但如果这些实验成功，反应堆可以产生强大的能源，产生少量可回收放射性废物。根据 Live Science 2018 年的一份报告，一座 100 兆瓦的核聚变反应堆可以为多达 10 万户家庭供电。

根据国际原子能机构的说法，核聚变不会产生相关的大气排放。该过程会产生氦，这是一种无毒气体，不同于二氧化碳和放射性氚。虽然氚听起来令人担忧，但它的半衰期只有大约一个世纪，因此对环境的危害比其他能源要小。

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核聚变工业协会是一个国际协会，其成员包括 20 多家私营核聚变公司。该协会首席执行官安德鲁·霍兰德表示，该反应堆在中国的成功运行预示着可再生能源的光明未来。

他说：“核聚变是实现这一目标的完美来源，因为它始终可用。”

霍兰德还指出，尽管这一记录令人印象深刻，但要利用该技术实现全天候可再生能源仍需要一段时间。中国的反应堆展示了该技术的潜力。但目前还没有一个反应堆可以连续数小时燃烧等离子体，而这对于电网来说是必需的。

他设想核聚变可以与其他低排放或无碳能源（如太阳能和风能）一起使用，甚至为其提供支持。

“我们预计 [核聚变电厂] 将在 2030 年代实现商业化，这是我们大多数公司的目标，”他说。“这是一个快速发展的行业，有很多评论，潜力巨大，但仍有一些艰苦的工作要做……核聚变总是很难，但潜力巨大。”