2022年12月14日，美國能源部長珍妮弗·格蘭霍姆宣布了一個大新聞，她說美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室（LLNL）的科學(xué)家在國家點(diǎn)火裝置NIF上，第一次實現(xiàn)了可控核聚變的點(diǎn)火，也就是核聚變的能量增益因子Q大于1，輸出能量大于輸入能量。

如果這個消息是靠譜的，我們有幸見證了人類歷史上的一次里程碑事件！

所以它靠譜嗎？可控核聚變的進(jìn)展到底如何？我們有生之年能用上核聚變能源嗎？

今天就讓我們借這個大新聞來聊一波核聚變。

核聚變的原理是非常簡單的，大致來說就是兩個或者多個輕的原子核可以合并成一個重的原子核。元素周期表里鐵之前的元素發(fā)生合并后，形成的重原子核質(zhì)量會小于反應(yīng)前的兩個輕原子核的質(zhì)量之和，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，虧損的這部分質(zhì)量會以能量的形式釋放出來。

為了讓這種合并發(fā)生，需要讓這兩個帶正電的原子核靠得足夠近，進(jìn)入到強(qiáng)相互作用力的作用范圍，為此必須克服同性相斥的電磁力屏障。

如何克服呢？要么就是它們的運(yùn)動速度足夠快撞到了一起，要么就是原子核被壓得足夠近，因為粒子的無規(guī)則運(yùn)動在宏觀上體現(xiàn)為溫度，也就是需要高溫高壓。

所謂可控核聚變，就是用高溫高壓促使輕原子核合并成重原子核，并且控制能量平穩(wěn)輸出的工程。

為什么大家會對這種能量形式感興趣呢？

首先是因為它的能量密度和潛在能量總量，都大得驚人，以最容易實現(xiàn)的氘氚聚變，也就是氫帶一個中子的同位素和氫帶兩個中子的同位素的聚變?yōu)槔?/p>

氘原子的質(zhì)量為3.345*10的-27次方千克，氚原子的質(zhì)量是5.01*10的-27次方千克，氦-4為6.649*10的-27次方千克，中子為1.675*10的-27次方千克，反應(yīng)后質(zhì)量少了0.031*10的27次方千克，反應(yīng)質(zhì)量虧損在0.37%左右，虧損的質(zhì)量以能量的形式釋放。

人類整體的發(fā)電功率大概是10的12次方瓦，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程換算到質(zhì)量的話，僅僅相當(dāng)于0.01克，對應(yīng)到反應(yīng)原材料就是整個人類每秒需要消耗2.7克，一天是230公斤，一年是84噸。

整個人類，就只需要這些燃料。

氘在地球上主要以重水的形式存在于海洋中，它的含量約占?xì)涞?.0156%，大約有7乘以10的17次方噸，簡直是海量。

而氚是一種半衰期僅為12年的放射性同位素，在自然界沒有穩(wěn)定存在，但好在我們可以用中子轟擊鋰原子來制備它，正好氘氚反應(yīng)會產(chǎn)生一個中子，這不巧了嗎？

氘氚聚變經(jīng)常被拿來舉例只是它實現(xiàn)起來比較容易，除此之外它并沒有什么特殊之處，實際上輕的原子都能發(fā)生聚變反應(yīng)，比如兩個最普通氫原子的聚變，氘和氦3的聚變，甚至流浪地球里的一萬多臺行星級發(fā)動機(jī)燒石頭（氧，硅）的那種聚變，都是完全可以實現(xiàn)的。

并且核聚變還是一種真正的清潔能源。

核裂變反應(yīng)是用中子轟擊不穩(wěn)定的重元素放射性同位素原子比如鈾235，使之分裂成更小的原子并且釋放出更多的中子，釋放的中子再跟鈾235反應(yīng)，從而形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。這種鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是自我放大的，必須進(jìn)行精密的控制，一旦失控就容易停不下來，就會導(dǎo)致堆芯融化甚至鍋爐爆炸，釋放出大量放射性污染物質(zhì)。

這就是為什么雖然核能理論上是一種清潔能源，但現(xiàn)在流行的核裂變電站，要么不出事，一出事就是大事，三里島、切爾諾貝利、福島核泄漏等等事件，無不給人留下恐怖猙獰的印象。即便不出現(xiàn)事故，核裂變反應(yīng)留下的廢料也是很難處理的放射性垃圾。再加上核裂變材料儲量極少，這些因素就導(dǎo)致核裂變電站的發(fā)展被嚴(yán)重限制了。

至于核聚變，還是以氘氚聚變?yōu)槔姆磻?yīng)產(chǎn)物沒有任何的放射性，并且維持反應(yīng)進(jìn)行需要非常苛刻的條件，我們要維持它反應(yīng)就已經(jīng)拼盡全力了，所以即便核聚變反應(yīng)堆出現(xiàn)事故失控，最壞的結(jié)果就是它涼了，反應(yīng)停止了，過程中可能會燒穿反應(yīng)裝置，但絕不會產(chǎn)生太大的無法挽回的問題。

因此一旦核聚變發(fā)電成熟，它將是一種字面意義上取之不盡用之不竭的清潔能源。

剛才說了氘氚聚變是最容易發(fā)生的核聚變，有多容易呢？

大概需要將溫度提升到1.5億度以上，太陽核心溫度的十倍，這還是最容易的。

于是這里就產(chǎn)生了一個顯而易見的問題，已知世界上熔點(diǎn)最高的物質(zhì)是五碳化四鉭鉿（TaHfC），它的熔點(diǎn)是4215℃，還不到核聚變啟動溫度零頭的零頭。

也就是我們找不到任何一種材料來裝核聚變的原料，于是科學(xué)家們就摸索出了兩種核聚變的主流實現(xiàn)路徑，第一種叫磁約束，大名鼎鼎的托卡馬克裝置和仿星器就是磁約束路徑的，而這次美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點(diǎn)火裝置，走的是慣性約束的路線。

所謂磁約束就是說，當(dāng)我們把核聚變原料加熱到上億度這個級別的時候，它會進(jìn)入到一種叫做等離子體的狀態(tài)，它的電子會被剝離，只剩下離子裸核，最終形成帶正電的離子和帶負(fù)電的電子混合在一起的狀態(tài)，就是等離子體。

那既然反應(yīng)原料帶電，我們自然就可以用磁場去把它控制在一定的范圍內(nèi)。

但這又產(chǎn)生了一個新的問題，加熱材料到上億度以及維持一個巨大的磁場，本身要消耗巨大的能量，只有在核聚變產(chǎn)生的能量大于消耗的能量時，也就是能量增益因子Q大于1時，核聚變才能自發(fā)的進(jìn)行下去也就是所謂完成點(diǎn)火，才有額外的能量可以轉(zhuǎn)化為電能，核聚變才有實用價值。

這就是為什么大家如此地看重這個能量增益因子Q。

在磁約束這條路上，最接近完成點(diǎn)火的是歐洲聯(lián)合環(huán)JET，在1997年，JET的實驗Q值達(dá)到了0.67，而在建的國際熱核聚變實驗堆ITER和在設(shè)計中的中國聚變工程實驗堆（CFETR）目標(biāo)都是把Q值提升到10以上，以實現(xiàn)在考慮工程損耗的前提下向外大量輸出能量。

而這次美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點(diǎn)火裝置，實現(xiàn)的這個Q大于1，就比較抽象了。

NIF采用的是所謂的慣性約束路線，也就是我們有一坨聚變材料，想辦法以迅雷不及掩耳盜鈴之勢給它一個高溫高壓，通常是用高能激光打上去，然后利用材料的慣性，趁它還沒有散開來之前，完成聚變反應(yīng)。

類比到我們身邊的事物的話，慣性約束核聚變裝置非常類似于是我們車?yán)锩娴陌l(fā)動機(jī)，內(nèi)燃機(jī)。汽車啟動之后，發(fā)動機(jī)里面就開始重復(fù)噴油，點(diǎn)火，爆燃，推動活塞運(yùn)動向外輸出能量的過程，慣性約束核聚變就是用核爆去替代了汽油的爆燃。

而這次美國能源部長宣布實現(xiàn)了Q大于1，這里的Q說的是核聚變產(chǎn)生的中子能量除以打上去那束激光的能量。

我們之所以看重Q這個參數(shù)，是因為在磁約束當(dāng)中，一定的Q代表這核聚變反應(yīng)可以自我維持，完成點(diǎn)火，更高的Q意味著有額外的能量可以向外輸出。

而這里這個Q意味著什么呢？只能說我不是很理解。

如果它的意思是這次核聚變釋放出的能量超過了引爆它所投入的能量的話，那早就實現(xiàn)了呀，氫彈不就是嗎？氫彈爆炸釋放的能量肯定是大于用來引爆它的原子彈的能量的，不然你搞氫彈干什么？

如果它的意思是這個實驗裝置的輸出能量大于輸入能量，那顯然還差得很遠(yuǎn)啊，因為激光器把電能轉(zhuǎn)化為光能的效率不到1%，把這個轉(zhuǎn)化率往上一乘，那完了，Q還沒到0.01。

更進(jìn)一步，如果它的意思是把這個裝置放大之后可以向外釋放能量，那就差得更遠(yuǎn)了，磁約束聚變是可以穩(wěn)定釋放能量的，而慣性約束聚變類似于發(fā)動機(jī)的爆燃，釋放能量只在一瞬間，如果想要持續(xù)穩(wěn)定向外輸出能量就必須以很高的頻率重復(fù)這個爆燃的操作，然后我們算一個比方說1分鐘100次爆燃總共消耗了多少能量釋放了多少能量比一比才是有意義的，現(xiàn)在你只能一天爆一發(fā)，這算出Q大于1能說明什么問題。

由此可見，如果負(fù)責(zé)NIF項目的科學(xué)家真的覺得可以靠這樣的成果，拔得可控核聚變的頭籌，青史留名的話，我們就不得不懷疑他的精神狀態(tài)了。

我看著這洋洋灑灑幾千字的發(fā)布會文稿，歪歪斜斜地每頁上寫著“歷史性突破”，“里程碑”，我橫豎睡不著，仔細(xì)看了半夜，才從字縫里看出來，滿本上都寫著兩個字“More Money“。

我不想說他們是在騙經(jīng)費(fèi)，但這就是事實。

那現(xiàn)在可控核聚變到底進(jìn)展得怎么樣了呢？由于它的歷史沿革非常復(fù)雜，不妨讓我們以現(xiàn)在耗資最大規(guī)模最大也是最接近點(diǎn)火的可控核聚變裝置，國際熱核聚變實驗堆ITER，為線索來梳理一下。

ITER位于法國南部小城卡達(dá)拉什，距離地中海港口城市馬賽70多公里，占地面積180公頃，裝置總重約兩萬三千噸，截止2016 年，這個實驗設(shè)施的建設(shè)和運(yùn)營總成本預(yù)計將超過220億歐元，且還會連年攀升，預(yù)計最高可能高達(dá)600億歐元。

1985年，蘇聯(lián)總統(tǒng)戈爾巴喬夫向美國總統(tǒng)里根提議共同建設(shè)一個大型的托卡馬克裝置，最終落地就是這個ITER。

為什么會提出要做這個裝置呢，直接的原因是在1978年國際托卡馬克反應(yīng)堆 (INTOR) 研討會上，評估磁約束聚變具備了向?qū)嶒灧磻?yīng)堆階段推進(jìn)的條件，也就是科學(xué)家們認(rèn)為用托卡馬克裝置是可以實現(xiàn)核聚變的點(diǎn)火的。

剛才說過我們做磁約束裝置是希望能把能量增益Q做到大于1，這個聚變反應(yīng)剛跨過盈虧平衡的數(shù)學(xué)表達(dá)式Q≥1，經(jīng)過一些變換處理之后，可以得到一個著名的不等式——勞森判據(jù)。

不等式左邊被稱為“聚變?nèi)朔e”，其中包括：

1、等離子體中的電子（或離子）密度n。

2、等離子體溫度T。

3、等離子體的約束時間τE（維持等離子體穩(wěn)定以及溫度不下降的時間）

它的含義是只有當(dāng)三乘積大于某個值時，聚變反應(yīng)才能自發(fā)維持下去，也就是點(diǎn)火成功，而根據(jù)氘氚反應(yīng)的函數(shù)曲線，在溫度約等于1.6億攝氏度，三乘積存在一個最低點(diǎn)3×10的21 次方KeV·s/m3：

1.6億度這個溫度已經(jīng)有技術(shù)手段可以達(dá)到，而磁約束下我們沒有有效的手段去提升離子密度，因此磁約束主要發(fā)展方向就是盡量延長約束時間。

托卡馬克裝置的造型非常像一個胖胖的甜甜圈，我們用若干環(huán)狀磁體，可以形成貫穿其中垂直于環(huán)狀平面的磁感線，當(dāng)?shù)入x子體中離子和電子在環(huán)中區(qū)域動來動去的時候，它們會受到垂直于磁感線方向的力，讓它們開始轉(zhuǎn)彎，如果磁場夠強(qiáng)的話轉(zhuǎn)彎半徑夠小呈現(xiàn)出來的效果就是它們會在里面轉(zhuǎn)圈圈，就被束縛住出不來了。

而為了防止等離子體從兩頭飄出去，我們可以把環(huán)狀磁體兩頭連起來，就形成了這個甜甜圈的結(jié)構(gòu)，大功告成。

且慢。

這個結(jié)構(gòu)有一個致命缺陷，就是它越靠近內(nèi)部磁體靠得越緊，磁感線越密集磁場越強(qiáng)，越靠近外部磁感線越稀疏磁場越弱，這個磁場強(qiáng)度梯度的存在會使得正負(fù)粒子分別受到垂直于梯度方向，也就是向上和向下的力，這樣一來等離子體轉(zhuǎn)瞬之間就散掉了，于是如何防止等離子體在磁力梯度作用下散掉就成了科學(xué)家們需要重點(diǎn)攻克的問題。

其中美國科學(xué)家，普林斯頓大學(xué)的萊曼·斯皮策，在1951年發(fā)明了一種裝置，叫做仿星器。通過精確設(shè)計磁體的形狀和排列，形成一個扭曲的結(jié)構(gòu)，讓內(nèi)部的磁感線轉(zhuǎn)起來，形成麻花狀。這時候雖然磁力梯度依舊存在，但粒子的受力方向一會向左一會向右，一會向上一會向下，整體效果就被中和掉了，理論上就可以實現(xiàn)等離子體的長時間約束。

但是仿星器這種構(gòu)型對于磁體設(shè)計和加工的精度要求太高，實際操作中，等離子體會以遠(yuǎn)高于理論預(yù)測的速度流失到外部環(huán)境中。至少在當(dāng)時，這個構(gòu)型實現(xiàn)不了。

而同樣是在上世紀(jì)五十年代，蘇聯(lián)科學(xué)家發(fā)明了另外一種構(gòu)型，相比仿星器更為簡潔，它就是如今最主流的可控核聚變裝置——托卡馬克。

除了剛才說的用環(huán)狀磁體構(gòu)成一個甜甜圈之外，托卡馬克裝置在中間加了一個柱狀電磁體，通過快速改變通過它的電流大小，生成快速變化的磁場，進(jìn)而在等離子體中誘導(dǎo)出感應(yīng)電流，形成環(huán)繞等離子體的感應(yīng)磁場，這個磁場跟甜甜圈內(nèi)部原本的磁場相疊加，效果同樣是形成了麻花狀的磁場，中和了粒子向外的受力，讓粒子在上下左右往復(fù)運(yùn)動中達(dá)到動態(tài)平衡。

然后在最外圈，還有幾個大的環(huán)狀電磁體，用來控制等離子體的大小和形狀。

這種構(gòu)型后來被證明是非常靠譜的，到了六十年代，蘇聯(lián)建造的托卡馬克T-3里的等離子體的綜合指標(biāo)，已超過同時期美國的仿星器C一個量級。正是從T-3起，國際社會認(rèn)可了托卡馬克裝置的可行性和高效性，可控核聚變的研究方向正式轉(zhuǎn)向了托卡馬克。

那為什么到了60年過去了，可控核聚變還沒有實現(xiàn)呢？主要有兩方面的原因。

一方面等離子體對于人類來說是一種比較新的物質(zhì)形態(tài)，我們對于它的理解還比較薄弱，需要一點(diǎn)一點(diǎn)地試錯，排除問題以便最終實現(xiàn)對它的掌控，落實到科研上就是會重復(fù)造一個實驗裝置，做實驗收集數(shù)據(jù)，再基于數(shù)據(jù)造新的裝置的過程。事實上，自上世紀(jì)60年代以來，等離子體的實驗參數(shù)已經(jīng)提高了超過一千倍，逼近了點(diǎn)火三乘積。

另一方面來說，為了經(jīng)過大量研究分析后，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，約束時間τE和很多因素有關(guān)。

其中，R是等離子體的圓環(huán)的半徑，這意味著，裝置內(nèi)等離子體體積越大，越有助于提高約束時間。

凡事兒一搞大就麻煩了，裝置更大勢必會導(dǎo)致投資巨大，這就不是一般人能干的了，到最后點(diǎn)火的任務(wù)就落到了這個國際合作項目，耗資超過千億的ITER的頭上。

ITER項目已經(jīng)實施34年了，幾經(jīng)跳票，目前它計劃于2025年底完成托卡馬克的組裝，之后進(jìn)行高溫等離子體的約束實驗。

如果一切順利的話，它會在2035年開始氘氚聚變反應(yīng)，或者說傳說中的聚變點(diǎn)火實驗。如果再次順利的話，會在2040年后開始建設(shè)下一代的工程示范堆DEMO，這個DEMO將是可以真正發(fā)電的。而根據(jù)ITER官方2021年6月公布的資料，它的施工進(jìn)度已經(jīng)達(dá)到78%。

中國在ITER當(dāng)中承擔(dān)了大量關(guān)鍵的工作，包括組成環(huán)形場、極向場線圈的基于Nb3Sn超導(dǎo)線的鎧裝導(dǎo)體（CICC）。

ITER有18個環(huán)形場線圈，每個線圈由7根CICC組成，共需要126根導(dǎo)體，中國承擔(dān)其中11根的制造任務(wù)。

而組成6個不同尺寸的極向場線圈的導(dǎo)體則由中國制造60根，約占全部所需的65%。

ITER運(yùn)行時，環(huán)形、極向場線圈上的導(dǎo)體內(nèi)流動著4.2K（-269℃）的超流態(tài)液氦。環(huán)形場線圈上導(dǎo)通的電流高達(dá)68kA，產(chǎn)生磁場強(qiáng)度最高達(dá)12T，約為地球磁場的20萬倍。極向場線圈上導(dǎo)通的電流達(dá)45kA，磁場最高可達(dá)5T。

除此之外，中國還將承擔(dān)制造ITER所有共18個校正場線圈。它們的作用是補(bǔ)償矯正制造、安裝環(huán)形、極向場線圈的過程中產(chǎn)生的不可消除的磁場誤差。

磁體饋線（Feeder）是連接ITER保溫杜瓦內(nèi)的超導(dǎo)磁體與外部低溫制冷系統(tǒng)、電源系統(tǒng)以及控制系統(tǒng)的接口部件，確保自低溫（4 K）向室溫過渡的實現(xiàn)，其主要功能是為超導(dǎo)磁體供電、供冷及信號測量。

ITER共有31套Feeder，共計6萬余個部件，被稱之為ITER主機(jī)的“生命線”。分別位于ITER裝置主機(jī)的上部與底部，總重量約1500噸。中方負(fù)責(zé)制造ITER的所有Feeder。

從外部看，每個磁鐵饋線像是簡潔集成的30—50米長的盒子，不過，其內(nèi)部走線極為復(fù)雜，因為它必須要保證傳輸電流的匯流排和分配回收不同溫度的低溫流體的管道的完美并排運(yùn)行。

中科院等離子體物理所承擔(dān)研發(fā)的68kA級高溫超導(dǎo)電流引線創(chuàng)造了在85kA下運(yùn)行1小時，90kA下運(yùn)行4分鐘的世界紀(jì)錄。這些引線，集高載流能力、低冷量消耗和長失冷安全時間三方面優(yōu)勢于一體，降低了ITER的運(yùn)行成本和低溫系統(tǒng)的建造投入。

雙回路400kV電網(wǎng)組成的高壓交流系統(tǒng)將供應(yīng)ITER裝置及其所有基礎(chǔ)設(shè)施的運(yùn)行所需能量，中國將提供400kV 高壓變電站中的所有設(shè)備。

400kV高壓變電站作為大規(guī)模穩(wěn)態(tài)加熱和驅(qū)動源，主要為托卡馬克裝置運(yùn)行中等離子體的產(chǎn)生、維持和加熱提供能源；以及與高壓電網(wǎng)間的能量傳輸、功率轉(zhuǎn)換等。

中國還將提供制造氣體注入系統(tǒng)和部分診斷系統(tǒng)，前者是為等離子體操作、維護(hù)、控制和壁調(diào)節(jié)提供各種氣體，同時提供用于加熱和診斷中性束的氫和氘，以及用于顆粒注入和緊急聚變電源關(guān)閉的必要?dú)怏w。

后者包括測量等離子體的中子發(fā)射率，提供聚變功率信息的中子通量監(jiān)測器。研究和觀測50兆瓦下磁流體動力現(xiàn)象及X射線發(fā)射率的徑向X射線相機(jī)，以及測量偏濾器附近等離子體的溫度、密度的朗繆爾探針等。

覆蓋ITER真空室內(nèi)壁的包層將聚變反應(yīng)產(chǎn)生的中子和高熱負(fù)荷屏蔽在真空管內(nèi)。包層的第一壁（First Wall）由440塊面板（每個1 x 1.5 m，重1.5 t）組成，它是與高溫等離子體離得最近的組件，主要由直面等離子體的材料（目前選用金屬鈹）、中間熱沉材料（CuZrCr合金）以及支撐背板材料（316L（N）不銹鋼）組成。

將溫度高達(dá)1.5 億攝氏度的等離子體約束在真空室內(nèi)的是被冷卻到零下269°C的超導(dǎo)磁體。在包層的阻隔下，兩個極端溫度間僅有10米的距離！

為了實現(xiàn)這點(diǎn)，ITER以4 MPa的壓強(qiáng)注入70度的冷卻水來保證真空容器的內(nèi)表面維持在約240攝氏度。

這些直面“冰火兩重天”的第一壁面板由中國制造其中的約10%。

在ITER運(yùn)行階段的后期，一些包層模塊將被專門的模塊取代，稱為實驗包層（Test Blanket Module, TBM）項目，旨在驗證聚變堆條件下的氚增殖和能量提取技術(shù)。

為了補(bǔ)充氚的消耗，需要在核聚變堆的包層中就地發(fā)生中子轟擊鋰聚變產(chǎn)生氚的反應(yīng)，以維持核聚變反應(yīng)的持續(xù)運(yùn)行。

實驗包層項目將對聚變堆包層設(shè)計工具、計算程序、核數(shù)據(jù)等進(jìn)行實驗驗證，并對聚變堆包層材料進(jìn)行綜合性能測試，為未來聚變工程堆及商用堆包層提供技術(shù)經(jīng)驗和實驗數(shù)據(jù)的支持。

中國自2004年開始開展實驗包層項目相關(guān)活動，2009年確定選用氦冷固態(tài)增殖劑實驗包層模塊（Helium Cooled Ceramic Breeder Test Blanket Module, HCCB TBM）概念參與實驗包層項目。

2015年9月，該模塊通過了ITER工作組的概念設(shè)計評審。2016年初，HCCB TBM項目初步設(shè)計正式啟動，目前還處于初步設(shè)計階段。

在上述任務(wù)中，中科院等離子體所承擔(dān)了導(dǎo)體、校正場線圈、超導(dǎo)饋線等部分，占中國承擔(dān)ITER任務(wù)的近80%。

可以看出，中國在ITER當(dāng)中負(fù)責(zé)了相當(dāng)關(guān)鍵的部分，而我們也有自己的相當(dāng)于ITER的項目。

通過中科院等離子體物理研究所（安徽合肥）的“東方超環(huán)”，還有西南物理研究院環(huán)流器二號M（HL-2M），我國已經(jīng)掌握了國際領(lǐng)先的完整的托卡馬克裝置制造能力。并且通過參與ITER項目，我們又積累了與國際接軌的技術(shù)水平。

在這些的基礎(chǔ)上，由中科大、中科院等離子所、核工業(yè)西南物理研究院以及綿陽9院主導(dǎo)，多家高校及軍工企業(yè)所參與的中國版ITER ——CFETR（中國核聚變工程實驗堆）正在籌備當(dāng)中。

CFETR計劃分三步走。

第一階段到2021年，CFETR開始立項建設(shè)；第二階段到2035年，計劃建成聚變工程實驗堆，開始大規(guī)模科學(xué)實驗；第三階段到2050年，聚變工程實驗堆實驗成功，建設(shè)聚變商業(yè)示范堆，完成人類終極能源。

雖然我不是很看好ITER的項目進(jìn)度管理能力，但介于我們國家在重大工程項目上的履歷，這個CFETR是非常值得信賴的，也就是說核聚變點(diǎn)火的那一刻，樂觀估計會在2035年，保守估計會在2040年左右，最終實現(xiàn)。

甚至點(diǎn)火的時間點(diǎn)有可能會更早。因為隨著時間的推移，我們的一些基礎(chǔ)技術(shù)，比如計算機(jī)仿真技術(shù)已經(jīng)今非昔比，一些本來難以實現(xiàn)的技術(shù)方案比如仿星器和小型托卡馬克裝置，球形托卡馬克裝置，也有一些科研團(tuán)隊或者創(chuàng)業(yè)公司在嘗試，在創(chuàng)投圈現(xiàn)在你跟別人說你在搞核聚變，大家已經(jīng)不會覺得你是傻逼了，而是會非常嚴(yán)肅的跟你討論你在具體干什么。

但問題是，點(diǎn)火并不意味著可控核聚變的成功。后續(xù)的持續(xù)燃燒，解決中子輻照，氚增值，能量回收，加料排灰等問題，只有等點(diǎn)火成功之后，我們才會擁有實驗條件嘗試去解決，然后是降成本，商用，乃至小型化。如果說2040年左右的點(diǎn)火成功我們這代人大概是可以看到的話，是否能用上核聚變能源，就真的很不好說了。

人生最大的痛苦，莫過于看到激動人心的改變就在眼前，而我要嗝兒屁了。

關(guān)于可控核聚變會帶來什么，很多人第一時間想到的是電費(fèi)會變得非常便宜，確實電費(fèi)可能應(yīng)該會變便宜，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不是可控核聚變能帶來的全部。

人類的一切活動都是來源于獲取能源再對能源轉(zhuǎn)化利用，那什么是能源呢？

我理解能源是一種可以利用的能量，假設(shè)我們面前有兩池水，用擋板隔開，如果它們的水位是一樣高的，那無法產(chǎn)生可以利用的能量，但如果它們有一個很大的落差，我們在擋板上開個洞，傾瀉而下的池水就是可以利用的能量，就是能源。

一種理想的能源應(yīng)該是兩邊水位的落差足夠大，而中間的擋板足夠薄弱，遺憾的是，宇宙是趨于熱寂的，自然界當(dāng)中不存在這樣的東西。于是我們選擇了退而求其次，在擋板足夠薄弱的能源當(dāng)中去找落差盡可能大的，好在我們幾億年前的動植物前輩們，孜孜不倦地把能量搬運(yùn)到自己的身體里，我們靠燒它們的尸體，支撐起了現(xiàn)代工業(yè)文明。

但燒尸體畢竟不是長久之計。

可控核聚變是一種完全不同的東西，兩邊落差巨大無比，中間隔了一座喜馬拉雅山，這是人類歷史上第一次對大自然霸王硬上弓，相形之下之前所有的工程項目都顯得費(fèi)拉不堪。這種霸王硬上弓勢必會帶來巨大的改變。

能源的稀缺性是所有人類行為背后的邏輯基礎(chǔ)，這種稀缺性沒有了之后，一切衡量標(biāo)準(zhǔn)都會被顛覆。

比如之前曾經(jīng)有一位中國首富腦洞大開，表示把喜馬拉雅山炸開一個口子，將印度洋的暖濕氣流引入青藏高原，這個提議值得認(rèn)真地考慮。

比如我們的華北平原因為人口多糧食生產(chǎn)壓力大，地下水常年入不敷出令地質(zhì)學(xué)家非常困擾，這才多大點(diǎn)事兒，你把海水淡化然后給它補(bǔ)回去不就行了嗎，難道地球上還能缺水嗎？

能源發(fā)生革命之后，下一步勢必會影響到我們?nèi)粘Ｊ褂玫膭恿Α?/p>

傳統(tǒng)火箭發(fā)動機(jī)噴出的氣體速度是2km到4km每秒，一枚推力3000噸的火箭，90%以上的負(fù)載是它的燃料，只能送200噸的貨物到近地軌道，50噸的貨物到月球，這種開油罐車上班的狀況在根本上限制了我們在太陽系的交通，馬斯克當(dāng)火星球長的愿望在這種技術(shù)條件下根本無法實現(xiàn)。

而聚變發(fā)動機(jī)噴射出的工質(zhì)的速度可以達(dá)到幾千到幾萬km/s，這意味著我們至少可以把太陽系納入日常的活動空間。

一旦在太陽系內(nèi)的活動不成問題，絕大多數(shù)在地球上稍顯稀缺的原物料會隨著行星采礦業(yè)的開展得變得極度豐富，比如小行星帶一顆代號1986 DA的小行星所含的鐵鎳鈷，遠(yuǎn)超地球上的鐵鎳鈷的總儲量，名叫靈神星的小行星上的黃金，按市價值7萬億美元。

所以我覺得在可控核聚變這個問題上，應(yīng)該遵循兩個凡是的原則，凡是推動可控核聚變加速向前發(fā)展的，就是我們的朋友；凡是拖累可控核聚變發(fā)展的，就是我們的敵人。

比如這次NIF搞的所謂Q大于1，只要這能幫助那群科學(xué)家在美國國會搞到更多的經(jīng)費(fèi)，我就支持它大搞特搞，不就是騙經(jīng)費(fèi)嗎，騙起來，多騙一點(diǎn)！有什么我可以幫忙的嗎？

希望全球搞可控核聚變的大佬可以加油搞快點(diǎn)，希望我們可以看到那一天的到來。