人类已经可控核裂变了，为什么还要研究核聚变，是还不够用吗？

作者&投稿：璩竿（若有异议请与网页底部的电邮联系）

核裂变与核聚变，除了失控反应下都会炸出蘑菇云外，没有一点儿相同之处。现在，全世界正在运行的核电站共有440座，当然，全部都是核裂变反应堆。全球核电站的总发电容量超过350千兆瓦，占发电总量的约16%，要是把所有反应堆的运行时间加在一起，已经有10000年了。

一万堆时，看上去技术应该很成熟了，那为什么非要费那么大劲研究可控核聚变呢？因为裂变反应有几个缺陷，怎么都无法绕开。

裂变反应堆远不如聚变反应堆安全。

想让聚变反应持续进行，需要极端苛刻的高温高压等条件。比如在太阳的中心，1500万度的高温和极端的高压下，氢聚变成氦，损失一部分质量换取了巨大的能量。在地球上我们无法制造那么极端的高压环境（没有那么强的压力容器），只能将反应核心区域的温度提高到上亿度，让氘和氚（氢的同位素）的原子核飞速运动剧烈碰撞来实现聚变反应。

如果发生故障、事故、战争、自然灾害，导致聚变堆降温、失压、失控、破损，聚变反应的条件便被破坏了，这时反应立马就会自行停止。即使反应堆被导弹炸平了，因为反应物质没有放射性，所以没有发生灾难性事故的可能。

裂变反应正好与之相反。裂变反应的反应门槛非常低，只要足够质量的（超过48.8公斤）铀235放在一起，它自己就会开启链式反应。所以一旦发生特殊情况导致约束失效，裂变反应便会失控，生成大量热能造成爆炸事故，放射性物质泄漏，演变成巨大的灾难。如前苏联切尔诺贝利核电站事故。

相比聚变反应，裂变反应的效率太低了。

裂变反应的门槛儿低，效率也低。在核电站的裂变反应堆中，核燃料只有不到1%的质量能被转化成能量；而在聚变反应中，将有7%的质量被转化成能量。

也不算多是吧？转化率100%的反应也有，正反物质湮灭，不过一个反氢原子的制备价格就得上亿美刀，玩不起呀。

以目前的核电技术水平，1千克铀235裂变，所释放的能量相当于烧2700吨煤；而未来的核聚变反应堆中，1千克氘、氚混合物聚变时所释放的能量将是铀235的4.14倍，相当于烧11180吨煤。

效率高4倍值得付出这么大努力吗？值！因为不光效率高，它还便宜。

聚变的燃料丰富而廉价；裂变的燃料昂贵而难以获得。

核聚变的原料就是氢的同位素，氕氘氚。这些东西在海水里多得是，1千克海水里就能提炼出0.03克的氘。通过聚变反应，这0.03克氘能释放出的能量大概相当于300升汽油，足够我开车去10趟北戴河了。

据估计，全球的海洋中有14亿立方公里海水，共含有40万亿吨氘，全用来核聚变发电的话，足够人类挥霍几十亿年！氘的制造提取也很方便，用锂吸收中子的方法就能得到。

反观裂变反应。目前制备1公斤浓缩铀的费用至少1.2万美元，而且工艺复杂，得拿离心机一点点“甩”出来。你瞧伊朗折腾那么长时间也没弄出来多少。

而用锂吸收中子的方法从海水中提取1公斤氘需要多少钱？才300美元。

正因为裂变燃料昂贵，所以福岛核电站发生事故后，东京电力集团怕核燃料被污染，舍不得用近在咫尺的海水给反应堆降温，以致于酿成了祸害全球的恶性核事故。

核废料污染问题。

裂变反应堆产生的废料是有很强放射性的危险品，全世界有核电国家对它的处理方法都差不多——把钚提取出来，然后摆在那里装看不见，或者深埋，眼不见心不烦，等未来有技术了再处理。

不管它是决对不行的，这些核废料中放射性元素的半衰期可能长达几十万年，就是说几十万年后这些废料一旦泄漏了还是会造成灾难。

以前有人提议给扔火山口里去……拜托，这些核废料中的放射性元素密度非常大，集中扔火山口里是一边放热一边下沉的。它们会烧熔岩层一路向下，最终烧穿火山的“封口”造成喷发，然后随火山灰扩散到一大片区域甚至整个地球。

而核聚变的废料是什么？氦，拿来吹气球啊，或者直接排放也可以。

总结一下。

其实只需安全性不够高这一个理由，便足够让人类想辙告别核裂变，攻关核聚变了。一个是出问题就失控，一个是出问题就自停，高下立判。

中国的可控核聚变研究处于世界第一梯队里，计划到2035年建成新一代聚变工程实验堆，开始大规模的核聚变科学实验。除此之外我们也在积极参与国际合作，与全球科学家一起努力解锁可控核聚变这一超级能源。

至于什么时候能投入商用……说是2050年，谁知道呢。

核裂变并不是一个取之不竭的能量来源方式，其实全世界一共探明有可开采价值的铀矿总储量只有459万吨。这些铀矿如果全部开采出来仅仅够我们现有规模的核电站再使用70-80年的时间。

也就是说，到7、80年后我们不仅仅是没有石油了，而且我们连铀矿也基本上耗光了。

而且这件事对我们还是相当重要的，中国本身已经探明的具备开采价值的铀矿储量仅仅有10万吨。在这个问题上咱们还是相当贫铀的。

所以我们现在就有大量的铀矿进口业务在做，以补充我们的产量不足。

而核聚变反应则不同，主要是用氘氚氦作为燃料。这些物质的储量可以说是一个天文数字，以氘为例子，经过计算光海水中的氘储量就达到了70多亿吨。

这才是一个在很大的时间跨度范畴内可以认为是取之不竭的能源来源。

不过先别高兴，核聚变并不是一件容易搞的事情。之前和大家说过，咱们的核聚变装置中虽然实现了5000万度的高温持续运行1000秒的记录，但是核聚变装置中近似于真空环境。