可控核聚变 (Controlled Nuclear Fusion)

简介

可控核聚变是指通过人为控制轻原子核聚合反应、稳定释放能量的技术。它以氘、氚等为燃料,反应产物清洁、原料近乎取之不尽,被誉为人类终极能源。由于太阳的能量正源于聚变,聚变装置也常被称为人造太阳。

原理

聚变要求将燃料加热到上亿摄氏度,使原子核克服库仑斥力发生聚合并释放巨大能量。实现这一过程的关键是同时满足足够高的温度、密度与约束时间(劳森判据)。主流约束方式有磁约束和惯性约束两类。

核心技术

• 托卡马克:用强磁场约束环形等离子体,最主流路线
• 仿星器:磁场位形复杂但稳定性好
• 激光惯性约束:用强激光压缩燃料靶丸

发展现状

国际热核聚变实验堆(ITER)正在建设,中国全超导托卡马克 EAST 多次刷新高约束运行时长纪录。美国国家点火装置曾实现聚变能量净增益。总体上聚变仍处于实验验证阶段,工程化与商业发电仍需数十年攻关,但近年商业聚变创业明显升温。