可控核聚变究竟是个啥?

编者按:7月22日,中国聚变能源有限公司在上海挂牌成立。今年以来,核聚变概念在资本市场逐渐升温,已有多家上市公司宣布布局核聚变能源产业链。更有院士公开表示,预计5年内点亮第一盏“核聚变灯”。究竟什么是“可控核聚变”?为什么它被称为“人造太阳”?可控核聚变技术何时能够实现商业化?
想象一下,如果我们能在地球上重现太阳的能量产生方式,那会是什么场景?这就是科学家们正在攻关的“可控核聚变”。简单来说,就是让氢的同位素(氘和氚)在极端高温高压环境下发生核聚变反应,同时确保整个过程安全可控。
之所以被称为“人造太阳”,是因为这个技术原理与太阳发光发热的本质如出一辙。在太阳核心,1500万摄氏度的高温让氢原子不断碰撞聚变,释放出巨大能量。
核聚变释放的能量远高于化学反应。单次核聚变反应释放的能量约为化学反应的10⁶至10⁷倍(百万至千万倍)。因此,核聚变的功率远大于化学燃烧,但其实现难度也更高。
人类如果能掌握这项技术,就相当于在地球上建造了一个微型太阳,为人类提供近乎无限的清洁能源。
核聚变与核裂变:能源技术的代际差异
核聚变与核裂变是两种不同的核反应形式。目前核电站主要采用核裂变技术,其燃料通常选用自然界中最重的元素——铀。在天然铀矿中,仅有约0.7%的铀-235可用于核裂变反应,因此需要通过浓缩工艺提高其浓度。铀-235在受到低能中子轰击时会发生裂变,分裂为两个或多个较轻的原子核,同时释放出大量能量。

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本文刊登于《中国经济周刊》2025年14期
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