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有消息宣称中国的“环流器三号”研究取得重大进步，首次试验成功了一百万安培超高等离子体电流强度下的高约束模式运行。

这一进展是我国可控核聚变的里程碑式成就，标志着我国掌握了托卡马克高参数运行能力。这个设备是几年前新建成的，参数近似于美国四十多年前建成的同类装置。

作为人类能源的重要供给者太阳，之所以能常年不断地燃烧，就是因为在其体内一直进行着不停的核子聚变产生核能。

而人类现在所主要利用的能量来源，化石能源，是储存了几十亿年间的光合作用所产生的能源。

但是，随着人类社会的发展，对能源的消耗越来越高，再过几百年，化石能源很快就会消耗殆尽，人类必须寻找新的能量来源作为替代。

于是人类将目标指向了聚变核能，如果实现了人类能够控制的聚变核能，人类就可以拥有无污染且不会耗尽的能量来源。

在越来越追求能源安全和减少碳排放的今天，各个国家都在聚变核能领域投入了大量人力物力，成为了大家都在追求的减少碳排放替代品。

但是虽然投入了大量精力，花费了数十年时间，但是相关领域的进展一直很缓慢。

美方在近年终于实现了“产生的能源多于投入的能源”，这是最近几十年聚变核能领域最大的进步之一。

1905年9月27日，爱因斯坦提出了重要的质量与能量当量关系的方程式 E=mc²，该方程另一种表达方式是△E=△mc²，也就是说能量等于质量的减少乘以光速的平方。

哪怕质量只减少一点，但是光速是很大一个数字，产生的能量也是非常巨大的，这也是核能的理论基础。

核子裂变平均质量会减小，核子聚变平均质量会变大，对应的就是裂变和聚变这两种核能。

核子聚变会产生非常大的能量，这种反应在自然界中是非普遍，所有能自己发光的天体，如恒星，都在进行着不停息的核子聚变。

在太阳的核心区域，有着高温和高压的环境，使得核子聚变一直不停。

而我们对聚变核能的研究，就是要重现这种反应，并且可以人为的控制他的发生和消灭，并将其用于发电。

理论上一克聚变燃料可以产生相当于八吨石油产生的能量，如果这种反应一直不停地进行下去吗，我们就可以得到永不枯竭的能量，人类的能源危机和环境问题就可以得到解决。

能够人为控制的聚变核能有三大优势：首先，原料来源非常广泛，目前正在研究中并且有可能实现的是氘- 氚反应。

其原料存在于海洋之中，海洋在地球自然界中占比非常大，大约能提炼四十万吨原料。

一升海水提炼的原料就相当于三百升汽油，能让一辆汽车跑一千多公里，地球上的海水足够我们使用一百亿年。其次,聚变发电最后产生的废料并没有污染和放射性，非常环保。

最后，这种发电装置非常安全，只要停止提供燃料，哪怕装置失控，反应也会在短时间内停止，不会发生爆炸，排放出的废料也没有放射性。

如果是建造一座一百万千瓦的发电厂，用煤发电需要消耗一百五至二百吨煤，会产生四百到五百吨二氧化碳。

如果是建造裂变核能电厂，需要消耗三十吨铀，而建造聚变核能电厂则只需要消耗一百五十公斤重水和锂，而且完全没有碳排放。

由此可见，在减少碳排放的呼声下，研究能够人为控制的裂变核能发电就是必然选择，它的原料储藏丰富，来源简单，按照人类发展的需要来说，可以说是取之不尽用之不竭。

与裂变相比，聚变效率更高，但实现难度也更大。聚变反应的发生需要满足三个条件：非常高的温度、达到要求的密度和达到要求的能量约束时间。

核子只有在非常高的温度下，才能获得足够的能量越过彼此的静电壁垒，发生和持续聚变反应；并且需要足够的密度，才能提高核子的碰撞效率。

此外，还需要超过一秒的约束，保持高度的隔热，维持反应的高温。满足这三个条件之后，反应只是会发生，更难的是对其进行控制和继续进行下去。

反应发生之后，燃料会完全电离，成为等离子体，必须约束这些等离子体，让他们活动起来，反应才会继续进行下去。

太阳对其进行约束是运用重力，人类对其研究的方向就是用激光或者磁力。过去70年，美方一直在实验用高能激光打向原料，借助激光的高温高压，控制其反应。

就在去年，美方的国家点火装置首次实现了，产生的能源多于投入的能源，达到“点火”标准。

尽管这次产生的能量只够烧开几壶开水，但是只要产生的能源多于投入的能源，并且有足够的能量被捕捉和使用，就可以被称为“点火”成功。

从2010年正式开始点火实验，得到目前的成就，花费了十余年的时间。

这个激光装置是世界上最大的激光装置，花费了三十五亿美元，有两百台激光器，产生的激光打在一个非常小的靶子上，中国也有类似的激光装置。

另外一个研究方向就是用磁力进行约束。用磁力，就是让等离子体出于有磁场的空间中，等离子体在磁场中不再自由活动，受到磁场作用之后只能沿着磁场的方向进行螺旋运动。

这种磁场是无形的，将等离子体置于空中。20世纪50年代，前苏联科学家提出一种磁力控制装置，原理也是用磁力控制聚变核反应。

这种装置利用等离子的巨大电流和环形线圈所生成的强力磁场，将非常高温度的等离子体，控制住，以实现持续的聚变核反应。

科学家们普遍认为这种装置比较合理，民用更有希望，这种装置叫做托卡马克。

1985年，由苏联提议，美苏共同倡导，全世界多个国家决定联合起来建造一个超大的磁力约束装置，后来命名为ITER，中国最后也参与了这个计划。

与此同时，90年代，我国购买了苏联的一台一代托卡马克，并建立了研究基地。2006年，我国自己设计图纸，自己建造完成的新一代聚变核能装置EAST，正式建成投入使用。

EAST是长脉冲装置，而“环流器三号”是短脉冲装置，前者持续时间会比较长，但是等离子参数没有后者高。

前者是使用全超导，而后者的磁体是常规磁体，因此后者只能短脉冲进行实验，但是等离子参数比前者高。

这次“环流器三号”的实验团队非常给力，短时间内就完成了实验目标，为接下来的实验打下了很好的基础。

至于这个实验结果，美方四十年前就已达到，大家不必过度兴奋，国外在25年前的实验就已经达到了反应发生所需要的临界条件。

这个“换流器三号”，如果满参数运行，应该可以接近聚变核反应需要的条件。如果继续加把力，在几年之后达到国际先进水平，接着在国内建设反应堆也是有可能的。

需要解释的是，这些约束装置并不是反应堆，能够人工控制的聚变核反应还没有哪个国家成功进行实验。

现在的装置只是在实验达到反应所需要的外部条件，就是前文所提到的非常高的温度、达到要求的密度和达到要求的能量约束时间，聚变核反应真正民用还有很长的路要走。

不管怎么说，现在世界公认的科技树上，聚变核能就是未来能源的最优解，未来人类使用的能源有八成都会由聚变核能提供，至于化石能源，就可以扫进人类历史的垃圾桶了。

就像用木材烧火做饭一样，现在的世界上已经很少这样使用木材了，人类利用能源的能力也是一直在发展着，虽然有风能、太阳能等清洁能源，但是不管是效率、还是发展前景，聚变核能都要强很多。

化石能源也是源于光合作用，光合作用来源于太阳，太阳能源自然就是来源于核子聚变，可以说人类早就在间接利用聚变核能。

但是利用的过程中多了一些转换，能量就会有一些损失，直接利用聚变燃料发应发电，才是利用聚变核能的最优解，也是人类的梦想之一。

就像人类梦想着像鸟一样飞翔，发明了飞机，为了抵御酷暑和炎热发明了空调，想摘星揽月，发明了火箭。

人类总是在不断地实现着自己的梦想，现在人类面临着能源危机和环境问题，希望拥有取之不尽的清洁能源，减少碳排放，于是我们在研究聚变核能的路途上迈进着。

相信人类的智慧可以将我们导向正确的道路，最终可以指引我们理解宇宙的真理，能够人工控制的聚变核能必然也能够研究成功。

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