可控核聚变一旦实现，地球上的氚将会用完？地表含量仅有3.5公斤

当听说日本政府把核废水排进海里，其中就包含放射性氚的时候，世界为之色变。

可在另一方面，截止到2020年，1克氚的价格超过了3万美元。而且即便是有钱买，也不见得有氚可卖。

一边不顾全世界反对当作垃圾排放，一边重金难求，“氚”这一资源对人类来说，究竟意味着什么呢？

当人类试图让核聚变可控之后

先不说氚，先来看一下科学界对核聚变的了解和应用。这种又被称为是核融合的反应，可以通俗理解为让基本粒子进行结构和能量的转换。

原子核经过重组排列之后，就能形成能量的转化和释放。氚在元素周期表中看不到，这是因为氚是氢的分支。

相比于氢，氚的内部多出了两个中子，另外还有一个质子，这就共同构成了氚的全部内核。

和氢比起来，由于氚质量较大，所以性能上不稳定。为了能够达到稳定，所以氚会无时不刻向外释放电子和能量。这个过程，就有一个专门的词汇来形容——衰变。

这种衰变因为有电子在释放，所以又被称为β衰变。衰变之后的氚，会变成氦-3的形体继续存在。

氚的一个同源兄弟是氘，从字型上看一不留神就能将两者搞混。单个的中子h 质子构成了氘，所以它只比氚少了一个中子，在字型上也就少了一“丿”。

这两位兄弟经过特定的条件，就会产生由质量转化成能量的巨大释放过程。两者结合在一起，会形成聚变核反应。

在这个过程中，各自的质子组成了两个质子，三个中子则组成了两个中子，另外一个多出来的中子，则被释放了出来。

新的组成生成了一个氦核，加上多余出来的中子，按理说它们的质量没有发生变化，仅仅是排列组合发生了变化。

可在现实中，经过重新的排列组合后，氦核与一个中子的质量，比氚核与氘核的质量小。那么，亏损的部分究竟去了哪里呢？

现代科学家早已给出了答案，亏损的部分是以转化后的能量方式释放出来了。最为关键的是，这个释放出来的能量相当巨大。

所以看到这里，就能明白核聚变或者说氢弹爆炸的原理是什么了。不过在刚刚研发出氢弹的时候，人类还不能掌控这种巨大的能量，更不要说将这种能量转化成可利用的能源了。

握一下拳头就是核聚变

而要想利用它，就得将核聚变反应变成可控的。现在各个大国研究的核聚变技术，正是这一点。

说到这里，有人可能会觉得，看来核聚变反应也很简单嘛，不就是氚核氘结合之后发生的能量转化嘛。

这个过程确实很简单，但却有两个必不可少的条件：一个是高温，另一个是高压。

这里就不说具体数值是多少了，只是和太阳做一个简单的比对。太阳就是在一刻不停进行着核聚变反应，它自身的温度和压力，都能达到所需的条件。因为太阳够大，内部的压力和温度都能达标。

说的简单一点，假设一个人握一下拳头的力量，也能达到高压和高温的要求，那么握一下拳头就能形成一次核聚变反应。

回到现实中，地球本身的质量比太阳小很多，所以在自然的状态下，地球上不会出现核聚变反应。反过来说，人类制造的核聚变反应，是通过一定的技术，有限度的模拟了那种反应。

现在，要想掌握可控核聚变，除了要模拟核聚变的反应之外，还得要将其加以控制。难度指数直接提升了很多，这也是为什么研究起来旷日持久。

回到核聚变反应本身上来，可利用的元素有氢、氚、氘、氦、锂等。在地球上，综合性更好，以及人类技术最能掌控的，便是氚和氘的核聚变。

于是，新的问题就又出现了，它们的数量有多少？未来够不够用呢？

氘在自然界中有分布，其主要存在于海水里。每升海水中能提取出0.03克氘，推测地球上氘的含量为45万亿吨。

对比之下，氚的含量在自然界就相当少了。有数据显示，地球上天然氚的含量只有2公斤左右，也有资料显示是3.5公斤左右。但不管具体是多少，总之它的自然含量少到可忽略不计。

有人不免就会产生疑惑，这么少的量，那还利用个毛线啊。

其实这么想就是多虑了，世界上拥有技术的各大国，从来没想过去利用自然界那点少到可怜的氚。

多年以来，拥有技术的国家，都是在以人工的方式的制造氚。

氚是怎么制造出来的

氢弹核聚变反应利用的就是氚，世界上掌握了核技术的国家都有数量不等的氢弹，从这一点也能看出来，各国使用的氚肯定不是来自自然界，而是采用技术制造出来的。

那么，所用技术和原材料是什么呢？概括来说，用中子轰击锂就能产生氚。具体又是怎么操作的呢？

各大国为了制造够用的氚，多年来都研制了制造氚的特殊设备，它被称之为产氚堆。

主要方法是，利用裂变反应堆对锂进行辐照，这个过程就是裂变产生的中子对锂进行持续不断的轰击。通过反应，就能形成氚和氦。

听上去似乎也不难，毕竟现在核电站那么多，站内的反应堆可以加以利用。可实际上，产氚所用的反应堆，并非核电站常见的压水堆，而是重水堆、石墨水冷堆或者高温气冷堆等等。

也就是说，这类反应堆是额外建造的，主要目的就是为了生产氚。有资料显示，建造一座产氚的重水反应堆，至少需要55亿美元。不光造价昂贵，安全成本同样也不低。

以美国为例，早年利用汉福特的石墨反应堆来造氚。后来，又在萨凡纳河地区建造了5座重水反应堆。

上世纪80年代，美国人每年可生产10公斤左右的氚。到90年代，美国至少积累了225公斤左右的氚。

此前有过估计，美国的氢弹和中子弹的数量为20000枚。一枚氢弹头需要氚4克，一枚中子弹需要15克，所以核弹消耗氚大约在90公斤左右。

这也意味着，美国人手里还有100公斤左右的氚没有被使用。据说，美国现在造氚的设备已经停止运行，因为储量充足。

另一个核大国俄罗斯，因为与美国有着同等数量的热核弹头，所以外界推测其氚的储备与美国相当。

此外，英法两国也有一定规模的氚储量。综上所述，了解了氚的大概制造流程，也就能明白，为何现在大多数国家，依然制造不出来核武器了。

而且，现在全球造氚的能力非但没有提升，还在衰减中。

1克氚3万美元

2020年，加拿大向英国转交了5个特制钢桶，里面又有着5个钢瓶。这些钢瓶就跟饮料瓶般大小，每个瓶子里只装了一缕氢气，5个瓶子里加起来一共只有10克。

这10克氢气可不简单，它里面是放射性的氚，1克的价格就是3万美元。

从理论上来说，只要掌握了控制它的办法，让它和氘结合，就能产生如同太阳一般的能量。

而现在尴尬的地方在于，全世界产氚的聚变反应堆，似乎不够用了。截止到目前，全世界商业用氚的主要来源，是位于加拿大的19座氚铀核反应堆。

加拿大的反应堆属于加压重水反应堆，每座反应堆一年可生产0.5公斤的氚。

现在的问题是，反应堆的使用寿命是有期限的，在未来10年内，加拿大至少有9座反应堆将不得不退役。

老的反应堆退休了，新的反应堆还没有建造出啦，所以业内人士预估，全世界氚的库存量就要见底了。

有数据显示，全球现在氚的存量为25公斤。这一数量跟上面提到的美俄等国的储量有差异。有可能是公开的数据资料不真实，也有可能是公开统计的氚，没有计算军方手里掌控的氚。

但不管怎么样，以目前世界都在研究可控核聚变的情况看，氚在下一步确实会不够用。而且有科学家认为，即便未来再造出反应堆，氚的增殖也无法实现。

就是说，通过反应堆制造的氚，实际的规模数量并没有真正高多少。所以在科学家看来，氚的稀缺性会随着核聚变的研究而变得更加严重。

为了解决目前这种局面，美国一些私营化的核聚变公司，已经放弃使用氚作为燃料了。

这些公司决定利用氘和氦-3来进行核融合。但是替换了氚以后，核反应的条件也会改变——需要的温度将达到2亿摄氏度。

目前，氚和氘的聚变反应，就已经需要1.5亿摄氏度的温度了，很难相信温度再升高的话，人类研究的可控核聚变能否在技术上达到要求。

所以有科学家认为，在几十年的可控核聚变研究中，多数科学家都在追求最终的临界点突破和降临，而把氚的问题丢在了一旁，认为只要大问题解决了，氚规模有限的情况也能解决。

目前的情况是，随着世界商业用氚规模的缩小，未来将会呈现一氚难求的局面。要如何解决这个问题，是该好好想想了。

结语

2021年3月，成都启动了一项特殊的实验，这一实验正是围绕产氚技术的测试。

目前的可控核聚变研究，还处在继续推进的过程，虽然不知道真正的突破何时来临，但是核聚变所需的材料，同样也是必不可少的。

可以预见的是，未来可控核聚变取得了进展，氚的生产能力如何，将成为新的关键。