全球關注：可控核聚變新方法取得突破，與傳統方法有何不同？成本大幅下降

人類文明的發展速度本質上取決于能源的獲取方式，而提到未來能源，最受矚目的莫過于可控核聚變了。

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為什么呢？因為地球上所有的能源原本就都來自于核聚變，而這個核聚變的主體就是太陽。太陽本質上就是一個巨大的核聚變反應堆，而核聚變其實就是兩個輕原子聚合成一個重原子并釋放能量的過程，由于這個過程會出現質量損失，而損失的質量會以能量的形式被釋放出來，所以其產生的能量是十分巨大的，如果這些能量被一瞬之間釋放出來，將會產生摧枯拉朽的威力，氫彈就是利用了這一原理。氫彈的本質雖然是核聚變，但這種核聚變是不可控的，要想使之產生可供人類利用的能量，就必須要將其可控化。

所謂可控核聚變就是讓整個聚變過程緩慢進行，也就是控制它的反應速度，這本身并不難，難點在于拿什么來盛裝反應物。

要促成聚變反應就需要極高的溫度和壓力，太陽之所以能夠成為一顆發光發熱的恒星，就是因為它自身有足夠的質量，以至于內部存在著極高的壓力，所以在高溫高壓的作用下，聚變反應就發生了。在地球上想要模擬太陽核心的巨大壓力是基本做不到的，所以要促成聚變反應就需要更高的溫度。目前已知熔點最高的金屬是金屬鎢，它的熔點約為3410℃，而目前人類所能夠制造的熔點最高的物質為五碳化四鉭鉿，熔點為4215℃，它們都遠低于可控核聚變所需的溫度。

顯然，目前沒有任何物質可以用來盛裝反應物，所以就只能設法對反應物進行約束。

目前理論上可行的約束方法主要分為兩類，即磁場約束和慣性約束。慣性約束就是利用粒子的慣性作用來約束粒子本身，避免反應物與任何物質發生接觸。人類在慣性約束方面的經驗較為有限，目前各個國家都沒有明顯的技術突破，所以磁場約束還是現階段的主要研究方向。利用磁場來約束高溫等離子體，這種方法對于人類來說既有理論基礎，又有實踐經驗，因為早在20世紀50年代，人類就制造出了一種磁場約束裝置，即托卡馬克裝置。

托卡馬克裝置是一種非接觸性的環形容器。

它的內部構造大體是這樣樣子的：一個環形真空室，在真空室的外側纏繞有線圈，當線圈通電時會產生巨大的螺旋形磁場，加熱并促成核聚變反應，并將反應物約束于其中，避免其與任何物質相接處。目前世界上各個國家對于磁場約束的研究都是基于托卡馬克裝置而進行的，而中國則處于世界領先地位，此前我們已經在實驗中實現了7000萬度長脈沖高參數等離子體維持運行1056秒，溫度1.2億度運行時間也達到了101秒。按照目前的進度，我們預計可能會在2030年實現示范工程發電，而至于最終的商業化發電，時間還很難預測。

在各個國家都將目光集中在托卡馬克裝置上時，一家初創科技公司卻另辟蹊徑，研發了一種約束可控核聚變的新方法，并宣稱已取得實驗成功。

這家位于西雅圖的初創公司名為“Zap Engergy”，它們所研發的方法同樣是磁場約束，但并不是基于托卡馬克裝置。托卡馬克裝置產生磁場所依靠的是大量的磁鐵、線圈以及屏蔽材料，這就使得成本高昂，而Zap Engergy所研發的方法完全用不到這些，他們是利用等離子體實現自我約束。這在理論上是完全說得通的，因為等離子體本身就是帶電的，既然帶電，就可以形成磁場，那么到底是怎樣讓這些帶電等離子體形成磁場實現自我約束的呢？這就是個秘密了。

Zap Engergy并沒有公布該技術的具體細節，只是宣布了實驗的成功，并且最終實現了能源收支平衡，也就是說能夠產生正收益。

這種磁約束方法還有一個優點，那就是體積小，可以將其做成模塊化，可以組合使用，也可以單獨使用，這意味著它將可以應用于偏遠地區。如果按照Zap Engergy的說法，這種新技術在成本上要遠低于傳統技術，可能會加速可控核聚變的商業化進程。當然，這只是我們繼續目前所知進行的樂觀設想，由于我們并不了解這種新技術的細節，所以無法判斷其最終是否能夠真的成功，更無法推斷其應用于商業化發電的時間。

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標簽： 托卡馬克 等離子體 聚變反應