中國距離核聚變還有多遠？能耗低，夠清潔，這才是大國發電的首選

在碳達峰和碳中和的“雙碳”政策下，各國都紛紛開始尋找，能夠替代化石燃料的清潔能源。

可一連數載的研究和適配後，人們發現大多數新興能源，都或多或少地存在一些問題，並不能替代化石能源，唯有電能才勉強具有這個實力。

由此，核能發電憑藉著其優越的低排性和清潔性，成為了一眾大國追捧的新發電模式。

核能形式：核裂變和核聚變

但值得一提的是，目前核能發電的性質，與火力發電的性質有些相似。

首先，兩者發電的載體都是一個大型電站和一個燃料爐，即核電站和火電站，以及核燃料爐和煤燃料爐。

另外，兩者也都是透過燃燒燃料，從而產生熱能讓水變成水蒸氣，並讓水蒸氣推動發電機渦輪，達成發電的結果。

簡單來說，就是核電站與火電站一樣，都是透過燒開水，來進行發電，這也是兩者發電原理的相同性。

不過，兩者也僅僅只是發電原理相似，其發電的過程以及消耗，卻是天差地別。

因為，核電站的燃料是核能，也就是依靠核反應堆來產生熱能，用科學的話語表述，就是用鈾製成的核燃料，在“反應堆”的裝置內發生裂變而產生大量熱能。

這種核能轉換熱能的模式，使得核電站不必擔心碳排放問題，因為，它並不像火電站一樣，需要燃燒煤炭來產生熱能。

然而，核能裂變發電，雖然聽起來已是先進無比，但其實在它之上，還有著一個存在於傳說中的運用模式，那就是核聚變。

正如前文所言，目前所有核能發電站的核反應堆，採用的都是核裂變式反應。

裂變發電的本質，就是利用中子撞擊鈾原子，讓鈾原子釋放出中子，進而又撞擊其他原子，從而形成一套連鎖反應，由此釋放出巨大的能量。

而核聚變則與之相反，它是透過將質量較小的原子，聚合成更重的原子，在原子核發生改變的同時，隨機釋放出巨量能量。

如此聽來，大家可能會認為，兩種核能的運用，僅僅只是形式相反，人類若能做到核裂變，自然也能實現核聚變。

然而，事實並非如此，核聚變的實現難度是核裂變的數十倍，乃至數百倍。

因為，實現核裂變的前提，是適當的壓力，這對於大多數大國而言，都是可以做到的，可核聚變的前提，卻是超高溫和超高壓。

至於這個“超高壓”和“超高溫”，到底需要有多“高”，簡單來說，就是要像太陽那般。

畢竟，太陽之所以能夠有如此能量，其原因就在它一直在進行著核聚變反應，所以，人類要想完成核聚變，其本質就是創造一個“人造太陽”，簡直就是“難於上青天”的最好體現。

中國核能的突破：核聚變發電

不過，“難於上青天”表達的，終究是“有難度”，而非“不可實現”。

在2022年9月時，我國《南華早報》就爆出了一條驚天訊息：

“中國頂級科學家稱核聚變發電距離我們只有6年的時間了”

據瞭解，這位“頂尖科學家”名叫彭先覺，是我國工程院院士，也是新型氫彈武器的主要設計者之一。

值得一提的是，氫彈就正好是核聚變武器的典範，從這一點來看，彭先覺院士，在核聚變領域是有著相當的話語權的，這從側面確定了報道的權威性。

另外，彭先覺院士在報道中還透露，中國政府已批准建設世界上最大的脈衝驅動器，計劃在2028利用核聚變能併網發電。

這意味著，先前提到的“6年”，並不是指核聚變發電的誕生，而是指代核聚變發電的落地實施，這對於我國發電行業，無疑是一次世紀性的革新。

不過，按照目前公佈的一些基礎材料來看，本次行將建成的核聚變發電站，並非完全運用核聚變來進行發電。

通俗來說，就是該核電站的發電，是由核聚變與核裂變相互組成的，電站將透過一個名為Z-FFR的混合聚變堆，來實現這一壯舉。

而這個混合聚變堆的反應模式，也是極為有意思的，即先讓核燃料進行可控的小型聚變，待中子能量聚變提高後，又讓它們開始裂變。

如此“一聚一裂”中，不僅讓核電站得到了發電能源，還提高了核能的運用率。

而且，整個鏈式反應的源頭是核聚變，這使得如果混合聚變堆進入失控，那隻要切斷聚變的高壓和高溫，就能讓整個混合反應走向終止，而非核裂變那般無限放射。

核能混合發電：雖技術欠缺，但意義非凡

然而，面對這種所謂的混合反應堆，可能有人會問：為什麼不全部採用核聚變的方式呢？

面對這個問題，彭先覺院士的回答也很明確，目前的點火技術，仍無法支援100％的核聚變。

前文有提到，核聚變需要超高壓和超高溫，而且若需要持續的反應，那這種“雙超”的狀態，就要一直保持下去。

這時候，就需要一個相應的點火裝置，就如同汽車發動機裡的火花塞一樣，需要時時刻刻支撐整個反應過程。

可目前世界範圍內，點火裝置就僅有兩種：鐳射點火和磁約束等離子體核聚變。

鐳射點火的原理和汽車火花塞相似，就是透過高頻脈衝的極光輸出來點燃核聚變燃料小球，但既然是高頻脈衝，那就需要極高的電容支撐，可眼下並沒有這麼大的電容器，進而使得鐳射點火根本無法實現。

而磁約束等離子體核聚變，則是利用磁場來對核聚變進行調控，這聽起來很簡單，也確實取得了相應的研究成果，但若說到實際運用，那仍是“遙遙無期”的。

所以，混合核能發電，由此成為了目前人類的頂尖水平，至少在這其中，還有著5%的核聚變反應。

雖說佔比是小了些，但卻是人類在核聚變發電上，邁出的第一步，也是極有意義的一步。

因為，僅僅是這5％的核聚變，已經讓人們看到了核聚變發電的潛力，尤其是這種“一聚一裂”的模式，可謂是核能效用的飛躍。

另外，核聚變的進一步發展，甚至還可能讓核能發電逐步擺脫“燒開水”的命運。

正如前文所講，核聚變一旦完成落地，那就是一個活脫脫的人造太陽，屆時，人類已然可以用太陽能板來進行發電，這使得核聚變能夠運用到太空飛船上，為飛船提供源源不斷的能源。

同時，核聚變（人造太陽）一旦運用於太空，甚至還能讓人類，在宇宙空間中建立類似地球的生態圈，開啟一場浩浩蕩蕩的宇宙殖民時代。

而令人振奮的是，這一切宛如科幻片式的科技，如今中國人已代替地球，邁出了第一步，這是屬於中國的自豪。

參考資料

《中國工程物理研究院院士彭先覺：談談核聚變能》————黔訊網

《彭先覺院士：核聚變也難以成為取之不盡、用之不竭的能源》————-核電文摘

《可控核聚變：“無限的能源”夢想》————-中國軍網

《彭先覺：造千年能源 燃人類之光》————-每日資訊周

《科學匯｜中國“人造太陽”執行時間首次突破1000秒！可控核聚變有多重要？》————錢江晚報