如果“人造太阳”能够永远发光，人类将彻底解决能源问题。
2021年5月28日，被誉为“人造太阳”的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)刷新世界纪录，成功实现了65438+2亿摄氏度101秒和65438+6亿摄氏度20秒的可重复等离子体运行，打破了纪录。研究人员表示，新记录进一步证明了核聚变能源的可行性，并为商业化奠定了物理和工程基础。这是人类控制核聚变的又一次成功突破。
核聚变是指轻原子核，如氢同位素氘和氚，聚合成较重的原子核，如氦。在聚变过程中，会损失一定的质量。根据爱因斯坦的质能方程，这些质量会转化为巨大的能量。热核聚变是宇宙中的普遍现象，太阳是一个巨大的热核聚变反应堆。
人类知道核聚变已经差不多100年了。1932年，马克·奥列芬特完成了氢同位素的实验室聚变。二十年后，1952年，氢弹试验成功。氢弹是人类历史上首次使用核聚变。然而，这种方法是激烈的和不可控的。其实只有可控，人类才能做到，但是这样的聚变反应，输入能量大于输出能量，得不偿失，而且时间很短，不能用来发电。如果要用聚变发电，不仅要可控，输出的能量要大于输入，而且要持续稳定。
太阳的聚变反应受到引力的约束，但它仍然需要巨大的空间来容纳这样一个高温物体。太阳表面的日珥比太阳表面高几十万公里，而地球的直径只有65438+2000公里。即便如此，如果没有磁场和大气层的保护，地球上的生命也无法承受太阳核聚变发出的辐射。显然，地球上没有那么多空间。如果要实现大规模融合，还得想别的办法。
核聚变发生时处于等离子体状态，温度达到几千万甚至上亿度。没有容器能承受这么高的温度。然后，一个想法是用一种看不见的力量来约束等离子体。人类思考的方式是磁场。
自1940s末期以来，许多国家对聚变发电的可行性进行了大量的研究，投入了大量的人力和资金，研制了多种磁笼。1970年代，苏联科学家伊戈尔·塔姆、安德烈·萨哈罗夫、列夫·阿齐莫维茨在1950年代发明的“托卡马克”逐渐显示出其优势，成为1980年代聚变能研究的主流。托克马克中心是一个被线圈环绕的环形真空。通电后，其内部会产生巨大的螺旋磁场，将等离子体加热到非常高的温度，并对其进行约束，达到可控核聚变的目的。
合肥的东方建于2000年，2006年竣工。它是由中国设计和开发的，也被称为东方超级环。EAST的一系列里程碑式的成果表明，我国磁约束聚变研究在稳态运行的物理和工程方面已经开始领先国际前沿。
但是核聚变需要的技术、资金、人力是如此之大，一个国家往往难以独自承担。
从20世纪70年代末到80年代中期，美国、日本、俄罗斯和欧洲先后建造了5台大型托卡马克装置。1985年，里根-戈尔巴乔夫提议苏联、欧盟(通过欧洲原子能共同体)、美国和日本平等参与ITER的建设。2006年5月24日，欧盟、美国、中国、日本、韩国、俄罗斯和印度七国代表草签了一系列相关合作协议，标志着该计划的启动。ITER是世界上规模最大、最具影响力的国际科研合作项目之一，也是国际科技合作史上前所未有的。它的建设周期很长，计划耗资50亿美元(1998值)。
需要指出的是，ITER的目标是实现氘氚放电自持300-500秒，预期功率为500MW。但这还是实验，离商业化还很远。
受控聚变被认为给人类带来了无限的清洁能源，长远规划非常诱人。但遗憾的是，在过去的几十年里，在投入了无数资金后，科学家们取得的成果非常有限，实用的商业价值仍然遥不可及。研究聚变的物理学家之间流传已久的一个笑话:核聚变技术将在30年后进入实用阶段，核聚变工厂即将开工建设的消息再次见诸报端。
由于前景过于光明，媒体夸大其词在所难免。
人类的工业史无非就是采矿，种植，获取原材料，然后引入能源制造产品。采矿本身就需要能源，种植无非就是把太阳能变成碳化合物。因此，人类的寿命本质上是由能源利用程度决定的。核聚变可以提供廉价清洁的能源，一旦实现，势必会从根本上改变我们的生活。
比如一些用电量高的行业，会没有限电，必然会发生变化，比如钢铁、化工等行业。电的成本降低了，整个产品的成本也就降低了。煤炭和原油行业逐渐被取代，全球环境会更好。再比如，电动汽车被一些人誉为“新能源汽车”，但有些能源一点都不新鲜，电力还是以化石燃料为主。只有可控核聚变真正占据能源供应的主流，拥有这种能源的新能源汽车才是真正当之无愧的。
前景如此美好，人类翘首以盼，但前路漫漫，路阻且难，还有待科学家们努力探索无尽的边疆。
(作者是上海金融与法律研究院研究员)
(本文仅代表作者个人观点，不代表本报立场。)
刘·