核聚变发电厂能成为现实吗

许多科学家怀疑可再生能源能否满足人类未来的需求。如果到2050年世界人口翻一番，再加上发展中国家生活水平的提高，能源消耗肯定会翻一番。目前，科学家们正试图以一种完全不同的方式制造“太阳能”，即模拟太阳内部的核聚变反应。

构成太阳的大多数物质都是普通气体，其中氢约占71%，氦约占27%，其他元素约占2%。太阳核心的温度极高，达到1500万摄氏度。压力也很大，这使得氢聚变成氦的热核反应（四个氢原子核合并成一个氦原子核）发生，释放出巨大的能量——太阳中每秒有6亿吨氢聚变成氦。

自20世纪50年代以来，科学家一直试图模拟太阳内部的运动过程。这项实验投入了大量资金，但从未成功过。要聚变氢原子核，温度需要达到数亿摄氏度，但在这个温度下，什么东西能容纳氢而不熔化？托卡马克是一种利用磁约束实现受控核聚变的环形容器。托卡马克的名字来源于环形、卡梅拉、磁铁和科图什卡。它最初是由阿齐莫维奇和其他人于20世纪50年代在前苏联首都莫斯科的库恰托夫研究所发明的。托卡马克中心是一个环形真空室，周围环绕着线圈。托卡马克通电后，托卡马克内部会产生巨大的螺旋磁场，将等离子体加热到非常高的温度，以达到核聚变的目的。与其他受控核聚变方法相比，托卡马克有许多优点。然而，传统托卡马克装置体积庞大，效率低下，难以突破。

建立聚变发电厂需要大量资金，即使是资金充裕的发达国家也无法单独实现这一目标。美国、日本和欧洲的科学家花了10年时间开发一种聚变装置，但最终美国退出了该项目，因为国会没有批准必要的资金申请。可以看出，这一研究领域的未来仍然非常模糊。然而，聚变反应堆毕竟是人类的希望。与依赖风力和天气的可再生能源相比，聚变发电厂可以根据人类需求生产能源。聚变发电厂需要大量的原材料，即普通海水。1升海水中所含的核聚变原材料通过核聚变反应可以产生相当于300升汽油燃烧的能量。地球上有足够的海水来支持核聚变发电厂数百万年的运行。此外，聚变发电厂不排放任何温室气体，所采用的技术相对安全。

在核聚变电站，永远不会发生像切尔诺贝利这样的严重事故。如果科学家们计划的超级托卡马克成功，第一座聚变发电厂将在40到50年后投入运行。到那时，科学家们开始研究这种能量已经过去了100年。在研究达到这一阶段之前，人类肯定会面临激烈的讨论和辩论，因为聚变发电厂也有它的缺点。也就是说，当氢积累成氦时，就会产生辐射。因此，发电厂必须被厚厚的墙壁包围，只有机器人才能在聚变区工作。

此外，即使在核聚变发电厂关闭后，周围地区仍长期暴露在辐射中。如果我们必须在聚变能源和其他能源之间做出选择，这肯定会引发激烈的争论。一个依赖托卡马克的社会与一个依靠风车和太阳能发电厂发电的社会是完全不同的。在前者中，一个国家的能源需求可以由隶属于国家或大公司的几家发电厂来满足，但如果选择后者，将需要建设数百万家小型发电厂，分别属于私人或小集团。