核聚变是太阳的能量之源,即轻原子核(如氢的同位素氘、氚)在极端高温高压下聚合为重原子核,并释放巨大能量的过程。实现可控核聚变,需要将燃料加热到上亿摄氏度,形成等离子体,并用强大磁场(如托卡马克装置)或惯性约束(如激光)将其约束足够长时间,使聚变反应持续发生。“永远还要50年”的调侃,源于其极端苛刻的工程和物理挑战:1. 点火条件:要达到能量产出大于输入(Q>1)已极难,2022年美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室首次实现“净能量增益”(Q约1.5),但这是激光能量与靶丸吸收能量的比较,未计入驱动激光的巨大耗电。2. 稳态运行:目前装置多为短脉冲运行,离连续发电很远。3. 材料难题:聚变产生的高能中子会剧烈轰击第一壁材料,使其脆化,并产生放射性。4. 氚自持:氚自然储量极少,需靠聚变产生的中子与锂反应来“增殖”,这本身又是一个复杂系统。尽管挑战巨大,但这是解决人类终极能源问题的希望之路,全球合作项目ITER和各国实验正稳步推进。


