可控核聚变一旦实现，地球上的氚会被用光吗？本来就只有3.5公斤

地球上的能源终归是有限的，科学家们一直在思考：如果有一天这些能源被人类消耗殆尽，人类还能存活下来吗？

后来，“核聚变”理论的出现，被一致认为是解决人类能源危机的最终“圣杯”。倘若能够实现可控核聚变，人类文明将会迎来飞跃式发展。

然而新的阴影又再次出现：“氚”是核聚变必须的原材料之一，然而地表上的氚撑死也就才几公斤，和人们提一袋水果差不多重。

这么少的氚，真的能成为人类“终极能源”的方向吗？

什么是“可控核聚变”？

可控核聚变的理论自1933年就被提出了，在1939年，美国物理学家贝特通过实验证实此原理。

将一个加速后的氚原子核与另一个氚原子核高速碰撞，这两个原子核会发生融合，形成一个新的原子核。而在这个融合的过程中会释放出大量的能量，并且时间很长。这就是太阳持续45亿年发光发热的原理。

可控核聚变是一种在人工控制条件下产生的核聚变反应，利用了原子核融合的特殊性以及质量转化为能量的原理，是一个看似简单但十分难以控制的科学技术。

实现可控核聚变的条件也较为苛刻，一般需要在极高的温度和压力条件下进行，目前通过两种方式实现——磁约束和惯性约束。

所谓“磁约束”需要一个巨变装置，例如托卡马克。这是一种特殊且做工复杂的装置，是一个密闭的环形空间。

这个空间会被施加强大的磁场压力，将高温等离子约束在内，使其高速旋转，发生碰撞，达到一定速度及条件后开始融合，引起核聚变。

惯性约束聚变则是通过高能激光或粒子束将燃料加热并压缩成等离子体，简单来说，就是人工创造的等离子。这种方法虽然可以节约能源，但只能实现短暂的聚变反应。

人类研究可控核聚变的历史算得上是较为悠久，有将近100年的历史了。而近年来，在全球范围内取得了较为显著的进展。

例如，中国的全超导托卡马克核聚变实验装置就创造出了多项世界纪录，实现了超高温度的等离子运行。

这意味着中国在核聚变研究上取得了巨大的突破，所进行的可控核聚变能够释放出大量的能量，对能源发展提供了新的源泉。

在国际上，劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置也在多次实验中实现了“点火”状态。也就是说，聚变反应产生的能量已经超过了输入的能量。

这些可控核聚变实验取得的成就，是人类自主创造大量能源的重要标志，如果能够有效利用这些产生出的能量，人类的生产力水平及社会运行状态将会迎来质的飞跃，我们也有望进入新的文明。

尽管在可控核聚变的研究中，各个国家的科学工作者取得了较为卓越的成绩，但要实现商业化应用依旧面临着诸多挑战。

例如，高温等离子的稳定控制、辐射损伤、氚的释放与回收等，这些问题在现阶段依旧难以解决，需要尽快寻找到突破口。

有专家预计，在2035年之前就可以基本实现可控核聚变的商业发电。而一旦实现，它将变成一种清洁、安全且高效的能源形式，有望引领下一次的“工业革命”。

有限的氚储量

阅读上文，大家知道可控核聚变主要是需要应用氚才可以产生的。但是氚是一种极其稀缺的元素，在地球表面也只有3.5公斤左右的含量，并且分散在各处，平均每个国家拥有的数量就更为稀少了。

这样珍贵的资源，还因为半衰期短暂，大约只有12.43年，仅能支持人类未来数十年的核聚变探索。

在这数十年的时间，人类可以完全掌握可控核聚变吗？可够将其高效运用吗？可就算人类很好地掌握了可控核聚变，没有了原材料的供应，一切又将可能归于零。

而氚的作用极其广泛，不光是可控核聚变的重要材料，还是氢弹的原料之一，是通过核反应制得的。

在上个世纪的核武器研究中，各个国家已经用掉了不少氚。再加上现在的核电厂中，也有氚的应用，可见氚在重大工业上占据着举足轻重地位。

另外，氚作为放射性标记物，还可以用于生物医学中的示踪剂，帮助研究人员追踪生物体内的化学反应和过程。

可不要小看这种类似“追踪器”的技能，它通过跟踪身体的状况，能够准确将身体的信息回馈给医学工作者，有利于他们制定出合理的治疗方案，对癌症患者有莫大的帮助。

氚的β衰变还可以产生能量较低的β射线，这使得它可以用作反射性光源，在各种领域提供帮助。

由此可见，氚从全盛时期到衰弱期都对人类有着非常大的帮助，可以说是供不应求。

但是人类并没有完全掌握氚，在科学研究中，经常有工作者因为长时间接触氚对身体产生了不利影响，因此牺牲的人也不在少数。

现阶段研究中的氚对人类来说是一把双刃剑。不过相信随着时间的推移和技术的进步，这种危害现象会逐步减少，最终只形成对人类有利的那面。

技术问题根本不用担心，但是氚的含量却是越来越少了，有什么补救的方法吗？

氚能“无中生有”！

尽管氚的含量十分有限，但是现阶段我们暂时还不用担心这个问题，因为目前的氚储量足够维持我们数十年的应用。就算某一天真的消耗殆尽，我们也有其他的补救方法。

科学家们已经找到了人工制造氚的方法，目前有两种方式。

第一种是中子轰击锂-6原子核。这是由于锂-6原子核在被较低能量的中子轰击后，可以稳定地生成氚。

这种人工制造氚的方法相对可行且成本较低，只是由于技术的限制和研究较少不能够进行稳定的生产和供给，相信在未来的研究中，能够突破这道屏障，完成高效的生产。

第二种是核聚变反应中的循环使用。科学家们发现，在核聚变的反应过程中，生成的中子可以用于重新生成氚，从而实现氚的循环使用。

只是新生成的中子十分难以捕捉，即便成功捕捉到也很难将其生成氚，现阶段的循环利用技术还面临着一定的挑战。

看来氚真的是一种十分珍贵的能源，竟然如此难以获得，那么自然界中的氚又是怎么回事呢？

地球上的氚主要是由宇宙射线产生的，诞生条件极为严苛和特殊，再加上平均只有12.43年的半衰期，因此储量就十分稀有了。

什么是半衰期呢？半衰期就是该原子迎来了衰变，就像是东西到了保质期或者寿命到达了极限。这种衰变是不可逆的，人类无法挽留衰退的氚，只能在其“油尽灯枯”之时想办法充分利用，确保其“不留遗憾”地离开。

地球上的氚储量非常低，现阶段的技术水平又难以生产出氚，这怎么办呢？小小困难根不能难不倒聪明的人类，科学家们又想到了去月球踩点。

月球上是有氚储量的，虽然非常稀少，但还没有被人工采集过，人类现有的技术也能够将月球上的氚成功采集回来。

如果将月球上的氚全部采集回来，也足够再支持人类数十年的工业发展了。此外，月球上还有氦-3。

这是一种氚衰退后的产物，循环利用收集的氚就是这种产物。它比起全盛时期的氚能量会小得多，作用效果也会差很多，如果将其充分利用还是能够实现不少工业上的作用，聊胜于无。

如此看来，无论是地球还是月球上的氚资源都十分有限，凭借我们现有的技术也很难稳定生产。俗话说“车到山前必有路”，科学家们还提出了去其他星球采集氚的想法。

在数十年的航天事业发展中，人类已从多个星球采集回了样本，包括月球、小行星、彗星及太阳。

最值得一提的是，2001年美国起源号发射，采集太阳风粒子，尽管在返回舱在下降过程中有所损坏，但还是出色完成了任务，成功带回了部分的太阳风粒子。

这项采集实验具有重大的意义，因为太阳就是核聚变在融合过程中所形成的产物，如果能有效利用太阳能量，将会对人类可控核聚变的研究产生莫大的帮助。

其他行星、彗星的采集实验就多不胜数了，目前的人类有能力对宇宙进行多方位的探索，将稀缺能源带回地球，支持地球上的工业发展，造福人类，完成更高文明的跨越，我们期待着那一天的到来。

结语

一旦成功掌握可控核聚变将会对人类社会产生非常大的影响，但地球资源有限，技术又面临瓶颈。因此，积极探索宇宙就变得十分重要，相信不久的将来会带给人类新的惊喜。