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？

加油站排起长队，充电桩前电动车主焦急等待，续航焦虑几乎是每一位有车族绕不开的话题。可如果告诉你，未来只要一小撮核燃料，就能让一辆家用车跑上几千万公里，你会不会觉得像天方夜谭？这个听起来近乎科幻的场景，正在因为可控核聚变的加速推进，一步步走向现实。

先来算一笔账。核聚变的能量来自"质量亏损"——两个轻原子核在极高温度下融合成一个更重的原子核，反应前后有大约0.7%的质量凭空"消失"，转化成了能量。

根据爱因斯坦那个著名的质能方程E=mc2 ，光速的平方是一个天文数字，所以哪怕只有一点点质量转化，释放出的能量都极其惊人。100克核燃料中大约有0.7克质量参与转化，释放出的能量高达63万亿焦耳。

对比一下就知道这个数字有多恐怖。1克汽油完全燃烧只能放出约4.6万焦耳能量，1克核聚变燃料却能释放约8.9亿焦耳，是汽油的1.9万倍。

即便是被视为高能量密度代表的核裂变，也仅是汽油的1.7万倍，核聚变还比它多出约8%。以一辆百公里油耗8升的普通家用车为参考，100克核聚变燃料的能量理论上可支持它跑约2300万公里，相当于沿赤道绕地球575圈。

就算把发电效率30%、电动机效率90%这些实际损耗算进去，最后落在轮子上的能量，也够跑620万公里，绕地球155圈。

更现实一点看，把核聚变塞进汽车的引擎盖底下短期内并不靠谱。更可行的路径是建聚变电站给电动车充电。

以百公里耗电12.5度、能耗约4.5亿焦耳的普通电动车为例，100克核聚变燃料能提供大约4460万公里的续航里程，相当于地球到月球往返60次。这样的数字，足以让任何续航焦虑成为笑话。

那么核聚变燃料从哪里来？这是聚变最迷人的一点。Helion 能源公司的 CEO David Kirtley 在与 Lex Fridman 的对话中反复强调，聚变的燃料来源近乎无限。

主要燃料氘广泛存在于地球海水中，每升海水含有约0.03克氘，全球海水中氘的总储量高达45万亿吨，足够人类使用数亿年，其提取成本极低，甚至比进口石油还便宜。

另一种燃料氚虽然在自然界几乎不存在，但在聚变堆的包层里装入锂金属，聚变产生的中子轰击锂-6就能生成氚，形成"氚-锂循环"的自持供应。青海盐湖的锂资源储量约1500万吨，占全球三分之一，这为国内未来的聚变燃料自主保障留足了底气。

核聚变最让人放心的地方是安全性。核裂变依赖链式反应，一旦控制失效可能酿成大祸；而核聚变对温度、密度和约束条件苛刻得近乎"挑剔"，任何一点扰动都会让反应瞬间停下来，压根不存在"熔毁"这种事。

David Kirtley 用了一个形象的说法：即便有陨石砸到聚变电厂，装置内的燃料量小到以克计，也不会造成大规模灾难。更关键的是，聚变反应堆的燃料和机制与核武器有本质区别，不可能被拿去造炸弹，这也是它被寄予厚望的重要原因。

反应产物主要是氦和中子，不产生长寿命放射性废料，其少量副产物的监管方式，更接近粒子加速器而非传统裂变堆。氦气本身还是稀缺资源，可用于医学、科研和航天领域。

从地缘政治角度看，能源垄断长期以来是国际冲突的根源之一。如果聚变能真的普及，各国都能靠自家海水实现能源自主，围绕石油天然气的博弈会变得越来越没意义，全球格局也会因此重塑。

技术路径上，David Kirtley 领导的 Helion 走的是一条与主流不太一样的路——脉冲磁惯性聚变，核心技术是场反转位形（FRC）。简单说，就是在微秒级时间内快速反转磁场，诱导等离子体"自组织"成一个闭合的磁场结构，实现自我约束。这种高

β 等离子体能量利用效率极高，但稳定性是一大难题。Helion 通过千兆赫兹级的计算能力和 FPGA 实时控制，配合光纤传感器、罗氏线圈等诊断工具，把这道难关啃了下来。

Helion 最有想象力的地方在于"直接能量转换"。传统裂变电站要靠加热水推动蒸汽轮机发电，效率只有30%到35%；而 FRC 系统能把聚变产生的带电粒子直接感应发电，效率高达80%到85%。

David 打了个比方，这就像活塞发动机一样，电能"打"进等离子体形成压缩，聚变释放的能量又把等离子体"推回来"，电能以95%的效率被电容器回收。

这种玩法直接绕开了热循环这一大坎，对成本和电价的压制是碾压式的。在燃料上，Helion 选的是氘-氦三路线，中子少、带电粒子多，更适合直接发电。

在工程文化上，Helion 崇尚"建造者优先"。David 分享了一个反直觉的观点：造一百个原型件，往往比精心打磨一个更快。团队甚至通过 eBay 淘二手零件加速研发。

这种小步快跑的做派，让 Helion 在短短几年里迭代了七代原型机，从早期的 IPA 一路做到 Trenta。按照与微软2023年签下的电力购买协议，Helion 计划在2028年建成全球首座商业化聚变电站 Orion，选址美国华盛顿州 Malaga，为微软的数据中心提供至少50兆瓦清洁电力。

回到国内的进展，可控核聚变这场竞赛，中国跑得也很快。

2025年1月20日，位于合肥的"东方超环"（EAST）实现了1亿摄氏度稳态高约束等离子体运行1066秒的世界纪录，把2023年自己创下的403秒纪录直接提升了近两倍多。

虽然一个月后法国 WEST 装置又以1337秒反超，但 EAST 在高约束模式下累计注入能量3.05吉焦的表现，仍然是聚变工程史上的一个里程碑。

紧接着，位于合肥的紧凑型聚变能实验装置 BEST 也进入总装阶段，官方公布的目标是2027年建成，力争成为人类历史上首台真正意义上实现聚变发电的装置。2025年11月，中国科学院还依托 BEST 启动了"燃烧等离子体"国际科学计划，向全球聚变界发出邀请。

产业端的热度同样在飙升。上海正快速成为国内核聚变的产业聚集地，从"国家队"中国聚变能源公司到民营的星环聚能、能量奇点、东昇聚变、诺瓦聚变等多家企业纷纷落地，已确定建设的聚变装置至少有8座。

2026年6月，走氘-氦三差异化路线的东昇聚变刚刚完成1亿美元新一轮融资，星环聚能累计融资突破20亿元，跻身独角兽行列。

国际热核聚变实验堆 ITER 计划于2035年前后实现全功率运行，中国承担了其中18个核心部件的制造任务。业内主流的预测是：2035年前后国内 CFETR 有望实现持续能量增益和氚自持，2045年建成商用堆，2050年前后小型化聚变堆有望进入量产阶段。

当然，把庞大的聚变装置塞进汽车，短期内不现实。目前 ITER 直径30米、高60米、重达2.3万吨，光是这体量就注定它进不了车库。装置小型化的关键在于把磁场做得更强，2025年3月国内企业研发的"经天磁体"把磁场强度做到了21.7特斯拉，为紧凑型聚变堆打开了一扇窗。

材料难题同样棘手，聚变产生的高能中子长期轰击会让部件脆化，反应室内壁一边要面对上亿度等离子体，一边又要贴近极低温超导磁体，对材料的要求近乎"变态"。国内科研机构正在研发新型抗辐射钛合金和低活化钢，只是离大规模应用还要时日。

回到最初那个问题——100克核燃料能让汽车跑多远？答案不只是2300万公里那么简单。它背后指向的，是一场关于能源、出行、算力乃至整个人类文明形态的深度重构。也许再过二十年回头看，今天为几毛钱油价涨跌焦虑的日子，会像我们现在回忆煤油灯一样，恍如隔世。