核聚变创纪录！“人造太阳”1秒产2200度电，一更大福音造福全球

长期以来，核能一直被视为“取之不尽，用之不竭”的清洁能源的首选。然而，无论是技术水平、装备水平还是前所未有的空白实践角度，核裂变都更容易实现，而核聚变始终停留在空想的层面。但事实证明，自从20年代开始出现核聚变的概念以来，人类就一直在这个领域进行探索。这不，最新的核聚变实验终于迎来了成功登场，刷新了1997年以来同类实验的相关数据。

聚变反应堆：叠加等离子体的JET内部。图片来源：英国原子能管理局（UKAEA）

更令人兴奋的是，世界上最大的核聚变反应堆ITER将因为这次迷你版“人造太阳”实验的成功，为未来的核聚变实验提供更多的参考，届时可以实现经济效益、人文效益，乃至更大的全球人类福音：气候危机问题也将迎刃而解。那么这个实验发生了什么？取得了哪些成果，未来大规模采用的挑战是什么？下面就和魔方一起来看看吧。

世界首创“氘氚”聚变实验破纪录！“人造太阳”5秒输出59兆焦，有多牛？

据外媒报道，当地时间2月9日，全球三大核聚变研发组织——EUROfusion、英国原子能机构（UKAEA）和国际热核聚变实验堆（ITER）联合举行新闻发布会发布会宣布喜讯：欧洲联合环形反应堆（JET）在5秒内产生了能量为59兆焦耳的稳定等离子体！以功率单位表示，5秒可换算成平均功率输出11兆瓦，即1秒可产生2200度电。这标志着核聚变的可能性，主要是实用层面的标志性事件。

另外，就总能量输出而言，这是世界上第一个“氘氚”聚变实验。这是1997年以来的第一次“氘氚”核聚变实验，但首战就一鸣惊人。据悉，JET一直被定位为世界上最大的核聚变项目——国际热核聚变实验堆（ITER）项目（“人造太阳”）的迷你版，其核聚变能量相当于一台风力涡轮机。它可以为一所房子提供一整天的能源，如果反复进行核聚变，它产生的能源也可以为整个城市的所有房屋提供电力。

ITER项目

试想一下，如果届时ITER项目成功的话，其产生的清洁能源量是难以想象的。好消息是，这次JET实验使用的核聚变燃料元素主要是氘和氚。第一，都是氢的同位素，非常干净。第二，从地球的储量来看，这两种元素都是从海洋中提取的，海水中每6500个氢原子中就含有一个左右的氘原子，总量可达45万亿吨。

从实验数据来看，1立方米海水中氘原子的势能相当于燃烧1360十亿桶原油所产生的能量，也就是地球上的石油总储量。以世界能源消耗速度计算，仅海水中氘的核聚变能量就足以维持数百亿年。另一种元素氚也可以由锂制成。地球上约有2000亿吨锂。因此，总体而言，这两种元素的核聚变未来极有可能实现商业规模化。这意味着地球的能源有可能完全清洁，并继续如此。

JET核聚变实验成功的意义何在？核聚变商业化的隐藏挑战是什么？

自然，JET核聚变毕竟体积有限，所以产生的能量也是有限的。但它有一个重大的意义，那就是为目前正在建设中的世界上最大的核聚变反应堆ITER铺平了道路。据悉，JET的目标是产生和维持核聚变，而ITER的目标是通过50兆瓦的燃料产生10倍的能量回馈，即500兆瓦的聚变功率。按照计划，JET可能在2023年后被废弃，ITER将在2025年或之后不久接手进行核聚变实验。

ITER反应堆内部构造

另外，JET核聚变实验也给人类带来了全球性的祝福。英国原子能管理局首席执行官伊恩查普曼说这是一个具有里程碑意义的事件。帝国理工学院研究员马克也表示，这个实验让核聚变不再是遥不可及的梦想。而其他多位科学家也表示，这项实验的结果在联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）的最新报告中显示，温室气体排放量将在十年内减少近一半，到2050年达到净零。排放成为可能，气候危机可能由此得到解决。

IPCC气候预警

值得一提的是，虽然核聚变带来的好处令人惊喜，但科学家们也指出，要实现最终的“商业化目标”和“清洁能源目标”，还存在一些障碍。未来。三大挑战！一是核聚变所需的耐高温设备。核聚变燃料氘和氚必须保持在2亿华氏度，即1亿摄氏度（太阳中心的温度约为2000万摄氏度），才能产生聚变。如何建造这样一个耐高温的设备是一个世界性的难题。到目前为止，只有英国的联合欧洲环面(JET)反应堆做到了这一点。

各国在ITER承担的任务

其次，第二个挑战是如何提高核聚变的功率，降低核聚变的生产成本，从而实现商业规模化。如果说产生可持续能源的能力是基础，那么增加功率和降低成本就是最终商业化的基础。但就目前而言，根据世界能源市场的相关调查，目前年产值约为5-10万亿欧元，而总支出仅占0.5%。包括这次ITER在内的核聚变研究只投入了150亿欧元。因此，投资不足是核聚变最终全球化和解决气候危机的第三大挑战。

总结

总之，核聚变的成功确实是人类历史上又一个里程碑式的发展。全球关注的气候危机确实没有灵丹妙药，但核聚变可能是最接近的方法。也正是因为如此，从这个层面出发，我们目前才刚刚触及门槛。未来，我们要实现自己的目标，还面临着很多挑战，这些困难也需要我们各自集中力量去克服。

不管怎么说，这真是个好消息。向科研人员致敬，期待ITER这个世界上最大的核聚变反应堆经过不断的努力，为我们未来带来保障核聚变安全的好消息。