可控核聚变一旦实现，100克的核燃料，可以让一辆汽车跑多远？

加油站里，油价跳动的数字总能揪紧车主的心，一箱油大几百块钱，跑不了500公里就得再补油。

高速服务区，电动车车主在充电桩前排着长队，即便10分钟充400公里的快充技术已经普及，节假日排队一小时仍是常态。

无论是燃油车还是电动车，“续航焦虑”似乎成了绕不开的魔咒。

然而最近几年，“可控核聚变”这个词频繁出现在科技新闻里，被科学家们称作“终极能源”。

那么100克的核燃料，到底能支撑汽车跑多远呢？

100克能让汽车跑多远？

要弄清楚100克核燃料的续航能力，首先得明白可控核聚变的能量来源。

核聚变的原理和太阳发光发热一致，是让氢的同位素氘和氚在超高温度下变成等离子体，碰撞后聚合成氦。

这个过程中会出现质量亏损，而亏损的质量会按照爱因斯坦的质能公式转化为能量。

科学家测算，氘-氚核聚变的质能转化率约为0.7%，这意味着100克核燃料中，有0.7克质量会直接变成能量。

看似微不足道的0.7克，换算成能量却高达63万亿焦耳。

这个抽象的数字，放到汽车行驶场景中会变得格外具体。

普通家用燃油车百公里油耗约8升，汽油密度按0.74千克/升计算，百公里消耗的汽油质量约5.92千克。

汽油的热值是4600万焦耳/千克，这些汽油燃烧能释放约2.72亿焦耳能量。

用63万亿焦耳除以这个数值，得出100克核燃料能支撑燃油车跑约2300万公里。

地球赤道周长约4万公里，2300万公里相当于绕地球575圈。

如果每天开100公里，这些能量够一辆车连续跑63年，远超普通汽车的使用寿命。

要是换成电动车，续航能力还能再上一个台阶。

主流电动车百公里耗电约15度，1度电等于3.6兆焦耳，百公里能耗就是5.4亿焦耳。

按这个标准计算，100克核燃料能让电动车跑4460万公里，相当于往返月球60次。

更关键的是，这还没算上能量利用效率的提升空间。

现在燃油车的能量利用率只有15%到25%，大部分能量以热量形式浪费了。

而未来如果采用更高效的能量转化技术，比如直接能量转换技术，效率能提升到90%以上，100克燃料的续航还能再翻倍。

这样的续航能力，彻底跳出了现有交通工具“频繁补能”的框架。

要知道，即便是续航顶尖的电动车，满电也只能跑八百多公里，要跑完2300万公里得充电2600多次。

平均每年要充40多次，而核聚变燃料一次加注就能一劳永逸。

100克燃料的续航奇迹听起来像科幻，但可控核聚变并非空中楼阁，全球科研机构和企业的一系列突破，正在不断验证它的可行性。

走向现实的可能性

最核心的突破来自对“人造太阳”的控制能力。

核聚变需要上亿度的高温环境，比太阳核心温度还高好几倍，这样才能打破氘和氚原子核之间的排斥力。

2025年3月，中国环流三号装置首次实现了原子核1.17亿度、电子1.6亿度的“双亿度”运行。

相当于在实验室里造出了一个稳定的微型太阳。

这个装置通过高功率微波设备加热等离子体，再用数字孪生技术精准控制能量分布，让高温“火焰”不会肆意扩散。

困住这团高温等离子体的强磁场技术也在不断突破。

国际热核聚变实验堆（ITER）的核心部件“中心螺线管磁体”总重1000吨，能产生13特斯拉的强磁场，相当于地球磁场的26万倍。

2025年5月，这个“磁体巨人”的所有零件已全部造完，即将进入组装阶段。

中国合肥的EAST装置则在2025年1月创下新纪录，上亿度高温下稳稳运行了1066秒，比2023年的403秒翻了一倍还多。

这意味着人类已经能让“人造太阳”稳定燃烧十几分钟，而不是像以前那样只能闪一下就灭。

燃料供应的可持续性也得到了保障。

核聚变的主要燃料氘可以从海水里提取，每升海水里就有0.03克氘，全球海水里的氘储量够人类用100亿年，比太阳的寿命还长。

我国青海的重水工厂用“电解重水”技术提炼氘，每克成本只要13美元，比进口石油还便宜。

另一种燃料氚虽然在自然界几乎不存在，但科学家已经找到了解决办法。

那就是在聚变堆的包层里装锂金属，聚变产生的中子轰击锂原子，就能把锂-6变成氚，形成“氚-锂循环”，相当于自己造燃料。

我国青海盐湖的锂资源储量达1500万吨，占全球的1/3，而且“盐湖提锂”技术成本比国外低40%。

2024年青海已经建成全球首个“聚变燃料示范厂”，每年能生产1公斤氚，打通了燃料自主供应的关键环节。

尽管技术突破不断，但要让核聚变真正装上车轮，从实验室走进日常生活，还有几道绕不开的难关。

可控核聚变的“未来”

现在的聚变装置体积庞大，ITER装置直径30米，高60米，重23000吨，跟足球场差不多大，根本塞不进汽车。

磁场强度是决定装置体积的关键，磁场越强，约束等离子体需要的空间就越小。

2025年3月，中国企业能量奇点搞出的“经天磁体”把磁场强度做到了21.7特斯拉，比美国麻省理工学院的同类磁体还强。

这让装置小型化有了希望，但要做到汽车能装下的尺寸，磁场强度和磁体工艺还得继续突破。

材料难题也亟待攻克。

聚变产生的高能中子会像子弹一样不断“轰炸”反应堆零件，时间长了材料会变脆开裂，也就是“辐照脆化”。

而且装置内壁要直接面对1.5亿度的等离子体，同时还要承受超导磁体带来的超低温，普通材料根本扛不住。

中科院正在研发新的抗辐射钛合金，不过离实际应用还有距离。

氚的安全问题和能量转化效率也需要进一步解决。

氚有辐射，虽然聚变堆里的燃料量很少，100克氘氚混合物就算泄漏也不会爆炸，但仍需要可靠的防护技术。

不过这些难题并非无法逾越，可控核聚变的前景已经越来越清晰。

中国工程院院士李建刚提到，2035年CFETR实验堆能实现持续的能量增益和氚自持。

2045年建成商用堆，2050年左右小型化的汽车用聚变堆就能量产。

全国政协委员、中核集团聚变领域首席科学家段旭如也表示，可控核聚变有望在2050年前后实现商业化发电。

结语

100克核燃料能让汽车绕地球575圈的奇迹，本质上是人类对能源极限的一次突破。

从燃油车的油价焦虑到电动车的续航烦恼，人类从未停止过对高效能源的追求，而可控核聚变正是这种追求的必然方向。

它的实现之路确实漫长，但每一个突破都在拉近理想与现实的距离，而这场能源革命，不仅是解决续航焦虑的钥匙，更是人类挣脱资源枷锁、实现可持续发展的关键。