獲 Google 比爾蓋茨投資的聚變反應堆開始建設，「能源自由」何時來？
「人造太陽」指的其實是核聚變反應裝置，核聚變是由質量較小的原子，如氫的同位素氘、氚，在極高温下使兩個原子核相互碰撞聚合，生成新的質量更重的原子核，通常是氦的同位素。反應過程中產生的巨大能量，與太陽等恆星內部發生的反應相同，因此核聚變反應裝置被稱為「人造太陽」。
▲圖片來自：@探謎
目前對於核能的利用，幾乎都是核裂變的方式，要想穩定高效地使用核能，核聚變更值得嘗試。不久前，由比爾蓋茨、 Google 和許多私募股權公司等投資的核聚變研究公司 Commonwealth Fusion Systems（CFS），已經開始着手建設約 47 英畝的聚變反應堆。
雖然目前對於這個聚變反應堆的裝置設計以及具體方案沒有太多的詳細信息，但這表明，人們向成功利用核聚變又邁進了一步。
▲ 圖片來自：新浪科技
其實，人類歷史的發展總離不開能源利用方式的變化，在過去的幾個世紀裏，我們從地殼中獲得的化石燃料，產生了電，有了之後這迅速發展的一切。
▲ 圖片來自：新浪
但是，化石燃料等非可再生能源給我們帶來無數便利的同時，也帶來了滾滾濃煙和許多環境問題，就連它們的不可再生帶來的能源短缺，也成了問題。要想解決這些問題，讓人類能夠繼續在地球這顆藍色星球上更好地繁衍生息，尋找新能源迫在眉睫。
太陽能，以及風能、水能、生物能等這些可再生的清潔能源，污染程度小，且本身可以再生，但又會受到自然條件的限制，因此此類能源的利用率還有待提高。
▲圖片來自：搜狐
比起這些能源，不少人更青睞的是核能：利用核能發電時的污染小，而且能量密度高，利用效率也更高。目前已經有不少國家擁有核電站，但幾乎都是利用核裂變反應堆的鏈式反應產生能量。反應堆中的放射性物質與反應過程中產生的過多廢熱以及由此造成的熱污染該如何處理，至今發生的幾起核電站事故足以説明這也是不可忽視的問題。
▲日本伊方核電站，圖片來自：央視網
於是，在探索新能源的路上，人們把希望的目光投向了利用效果更好的核聚變。首先，與核裂變相比，它同樣能在反應過程中釋放巨大的能量，並且核聚變產生的能量是核裂變的數倍之多。其次，核聚變產生的廢料，與核裂變產生的廢料及污染相比，要更好處理。另外，核聚變所需的原料（通常是氫的同位素氘、氚）在海水中的含量較豐富，且可以通過加工鋰基材料來獲取原料。
核聚變的利用效果雖好，但想完成可控核聚變，需要達到幾個難度極高的條件：反應堆的核心温度要達到至少 1.5 億度；參與反應的等離子體要有足夠的密度；聚變反應要維持足夠長的時間。從二十世紀五十年代開始，科學家們就開始研究能夠實現這些條件的反應裝置。
目前可行性較大的可控核聚變反應裝置是超導託卡馬克，這是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器，比如國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER），正是採用這種裝置，已於 2020 年正式進入最後的安裝階段。比爾蓋茨、 Google 等投資的 CFS 公司研究的 SPARC 裝置也是基於託卡馬克進行設計的。
▲圖片來自：海外網
除此之外，我國在核聚變領域的成就也不可小覷。位於中國科學院合肥物質科學研究院內，有 “東方超環” 之稱的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置（簡稱 EAST），在 2021 年 5 月 28 日，創造新的世界紀錄，實現可重複的 1.2 億攝氏度 101 秒和 1.6 億攝氏度 20 秒等離子體運行。
▲圖片來自：@中科院之聲
人們對核聚變的設想雖好，但困難依舊重重，目前全世界不少科學家都在為之努力，如果能夠成功實現，從某種程度上來説，人類就有了取之不盡用之不竭的資源，到那個時候，《三體》中所描述的「技術大爆炸」，人們的探索向宇宙深處進發，或許就不再是幻想。
資料來源：愛範兒（ifanr）
▲圖片來自：@探謎
目前對於核能的利用，幾乎都是核裂變的方式，要想穩定高效地使用核能，核聚變更值得嘗試。不久前，由比爾蓋茨、 Google 和許多私募股權公司等投資的核聚變研究公司 Commonwealth Fusion Systems（CFS），已經開始着手建設約 47 英畝的聚變反應堆。
雖然目前對於這個聚變反應堆的裝置設計以及具體方案沒有太多的詳細信息，但這表明，人們向成功利用核聚變又邁進了一步。
▲ 圖片來自：新浪科技
其實，人類歷史的發展總離不開能源利用方式的變化，在過去的幾個世紀裏，我們從地殼中獲得的化石燃料，產生了電，有了之後這迅速發展的一切。
▲ 圖片來自：新浪
但是，化石燃料等非可再生能源給我們帶來無數便利的同時，也帶來了滾滾濃煙和許多環境問題，就連它們的不可再生帶來的能源短缺，也成了問題。要想解決這些問題，讓人類能夠繼續在地球這顆藍色星球上更好地繁衍生息，尋找新能源迫在眉睫。
太陽能，以及風能、水能、生物能等這些可再生的清潔能源，污染程度小，且本身可以再生，但又會受到自然條件的限制，因此此類能源的利用率還有待提高。
▲圖片來自：搜狐
比起這些能源，不少人更青睞的是核能：利用核能發電時的污染小，而且能量密度高，利用效率也更高。目前已經有不少國家擁有核電站，但幾乎都是利用核裂變反應堆的鏈式反應產生能量。反應堆中的放射性物質與反應過程中產生的過多廢熱以及由此造成的熱污染該如何處理，至今發生的幾起核電站事故足以説明這也是不可忽視的問題。
▲日本伊方核電站，圖片來自：央視網
於是，在探索新能源的路上，人們把希望的目光投向了利用效果更好的核聚變。首先，與核裂變相比，它同樣能在反應過程中釋放巨大的能量，並且核聚變產生的能量是核裂變的數倍之多。其次，核聚變產生的廢料，與核裂變產生的廢料及污染相比，要更好處理。另外，核聚變所需的原料（通常是氫的同位素氘、氚）在海水中的含量較豐富，且可以通過加工鋰基材料來獲取原料。
核聚變的利用效果雖好，但想完成可控核聚變，需要達到幾個難度極高的條件：反應堆的核心温度要達到至少 1.5 億度；參與反應的等離子體要有足夠的密度；聚變反應要維持足夠長的時間。從二十世紀五十年代開始，科學家們就開始研究能夠實現這些條件的反應裝置。
目前可行性較大的可控核聚變反應裝置是超導託卡馬克，這是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器，比如國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER），正是採用這種裝置，已於 2020 年正式進入最後的安裝階段。比爾蓋茨、 Google 等投資的 CFS 公司研究的 SPARC 裝置也是基於託卡馬克進行設計的。
▲圖片來自：海外網
除此之外，我國在核聚變領域的成就也不可小覷。位於中國科學院合肥物質科學研究院內，有 “東方超環” 之稱的全超導託卡馬克核聚變實驗裝置（簡稱 EAST），在 2021 年 5 月 28 日，創造新的世界紀錄，實現可重複的 1.2 億攝氏度 101 秒和 1.6 億攝氏度 20 秒等離子體運行。
▲圖片來自：@中科院之聲
人們對核聚變的設想雖好，但困難依舊重重，目前全世界不少科學家都在為之努力，如果能夠成功實現，從某種程度上來説，人類就有了取之不盡用之不竭的資源，到那個時候，《三體》中所描述的「技術大爆炸」，人們的探索向宇宙深處進發，或許就不再是幻想。
資料來源：愛範兒（ifanr）