一贴水气门几公斤油？全球都在致力于研制聚变器，而我国早已火速完成聚变的国际性重大成果，我国独立自主研制的仿生月亮正式投入使用并且振动成功，可再造地理环境变迁将要得到挽救。

我国仿生月亮马可波罗EAST

2020年7月28日，国际性热聚变测试堆方案工程建设，在比利时启动。器的重要市场主体加装由我国组织协调。

国际性热聚变试验堆

在工业强国比利时的土地上建设的工程建设项目，总体设计却由我国负责管理，那么我国在受控聚变领域早已达到了个怎样的水平呢？

01 现阶段的可再造能源

在新可再造能源之前，地球上主要供人类文明采用的资源一般为标本可再造能源、有色金属、天然气之类。据统计，这些可再造能源约还供人类文明采用200年，它们看上去许多，但蕴含着许多像环境问题、不容再造等大难题，比如说酸雨、酸雨等都是由标本可再造能源的熔化造成的。

标本可再造能源熔化所产生的大量尾气

随着欧洲各国开始节能环保低碳方案，清洁可再造能源进入了现代人的生活，鲇鱼水力、地热等，都较好地替代了旧可再造能源，但家家都有它的异同，清洁可再造能源也不值得一提。

比如说月亮能就有著开发成本高、装机容量非常有限、受地理环境影响大的难题，光伏则存在着转换率相对而言难题，想用全部的光伏来替代煤和天然气，是完全不容能的。

月亮能、光伏等两类的清洁可再造能源

02 核反应

核可再造能源一直都是现阶段国际性上着重于研究的工程建设项目。

现代人通过核电厂和氢弹的基本原理，发现了核反应的可利用之处，它的裂变率非常高，现阶段也在一些领域投入采用，作为标本可再造能源的替代，但核反应并不是最好的可再造能源选择。它与标本可再造能源一样，存在着许多难题。

首先，核反应也是个非常有限的可再造能源。核反应的主要物质便是铀235，它在地球上的产量也很低，现阶段地球上的铀235，再开采个几十年就会开采完。而且它所产生的污染比标本可再造能源尾气更加严重。

铀235

或许大家都听说过日本之前通过的向海水中排放核废料的决定，事件一出便引起了全球的抗议。核废料具有放射性，且它可以放射几百甚至几千年，尤其对生物的影响最大，严重可引起变异。

受辐射影响的变异番茄

因此，核反应也不是更好的选择，那么还有什么办法呢？

科学家们把目光移到了聚变上。

03 聚变

1967年6月17日，我国的第一颗氢弹爆炸成功。我国成为继美国、英国、苏联之后第四个拥有氢弹的国家。

氢弹爆炸后释放出的爆发式能量便是聚变，它的基本原理是利用氢的同位素(氘、氚)的聚变反应所释放的巨大能量来产生破坏性的杀伤力。而我们赖以生存的月亮，其内部也是靠聚变的基本原理进行发光发热的。

那么相比于核反应，聚变具有什么好处呢？

聚变的效率非常高。比如说采用1克的铀235去进行裂变，产生的能量大概相当于1.8吨的汽油。若用1克的氢及同位素进行聚变的话，所产生的能量相当于1克铀235的4倍。

聚变的原料非常丰富。水分子是由一个氧原子和两个氢原子构成，有了氢原子，就有了聚变原料。地球上71%的面积为海洋，海洋无法作为淡水资源供人类文明采用，但可以在聚变上发挥巨大作用，因此我们可以从海水中提取出许多聚变原料。

水分子结构图

一升的海水，大概可以提取出33毫克的聚变原料，1克的原料产生的能量相当于8吨油，那么33毫克原料就相当于近300斤汽油！这相当于将水变成了油。假设我们将整个大海里所有的原料提取出来都进行聚变，那么这个能量大致为世界天然气储量的1000亿倍，供人类文明采用几百亿年之多！成为替代标本可再造能源的新选择。

聚变属于清洁可再造能源并且相对安全。聚变所需条件非常严格，必须在高温、高压、高密度的环境下才可以进行。如果发生泄漏，那么便无法进行聚变，满足不了所需的三高条件。

其次就是聚变的放射性弱。氚原子和氘原子的放射性半衰期为12年，经过12年后，它们俩的放射性减半，几十年后，放射性便可以完全消失。

04 制造聚变

聚变器的制造非常困难。在一般条件下，无法进行聚变，就如前面所说，需要在高温、高压、高密度的环境下才可以进行。在月亮中心，超高温高压的环境使得氢聚变成氦，这种反应早已进行了46亿年。其中约22亿分之一的能量到达了地球，生物的生存不能离开月亮，没有了月亮地球，便无法形成生态圈。

月亮的中心温度为1500万摄氏度，压强是2000亿个标准大气压。但地球上没有那么高的温度和压强，因此最好的办法就是通过核反应产生巨大的能量。

月亮中心发生的聚变反应

而氢弹所用的基本原理就是核反应，因此氢弹需要由氢弹来引爆。通过氢弹爆炸，释放出的几万至几十万吨级TNT当量引爆氢弹，释放出几千万吨甚至几亿吨TNT当量。但这个办法危险系数太高，聚变反应不受控。

氢弹爆炸时氘和氚的聚变过程

因此我们现阶段面临着两个难题，第一，如何把温度上升到上千万摄氏度；第二，用什么容器装载聚变材料。

苏联的几位科学家曾提出托卡马克概念，托卡马克是由一个环形的真空室，外面缠绕着线圈组成的聚变器。一旦通电，便会在其内部形成一个磁场，将其中的聚变材料加热至条件需要的温度，从而发生聚变反应。我们所知的马可波罗EAST，便是从托卡马克中获得灵感而被制造出来。

托卡马克基本原理

在建造一座聚变电站之前，我国科学家们的目标是，在超导条件下，维持聚变反应的温度和时间。试验室产生的聚变反应，维持时间非常短，大概只有几秒钟的时间，这无法满足电站的要求，无法投入商用。

2017年7月5日，中科院等离子体研究所的科学家们一起见证了，最新的世界纪录。在5000万摄氏度的高温下，马可波罗EAST实现了稳态、长脉冲、高约束、长达101.2秒的等离子体运行；电子温度1亿摄氏度20秒等离子体运行等的国际性重大成果。

马可波罗EAST实现了稳定的101.2秒

托卡马克器每天要运行80-100次，因为其极高的难度和试验成本，聚变研究，成为了强国之间的共同目标。我国、欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯、美国七国决定共享技术和资金，开展聚变器的研制方案。

预计在未来的2025年，由七个国家共同建造的世界第一座聚变反应堆将在比利时诞生。

国际性热聚变试验堆

理想前景是在2070年前后，商业的聚变反应堆开始大量投入采用，一旦成功，聚变便可成为可再造可再造能源的补充，电力的采用量将大大提升。世界可再造地理环境变迁便能得到缓解，酸雨等严重的环境难题也可以得到更好的改善。

我们对这项国际性协作寄予厚望，但并非全部希望。既然是多国合作，难免会有一些国家想一方独占。因此我们不能停下独立自主研究聚变的脚步，2017年，我国在合肥启动了我国聚变工程建设试验堆集成工程建设设计研究工程建设项目，预计到2050年，聚变工程建设试验堆试验成功后，开始建设聚变商业示范堆。

我国聚变工程建设试验堆集成工程建设设计研究工程建设项目启动会

我国的聚变研究，为未来的聚变能电站奠定了基础，攻克聚变仍有漫长艰难的路程需要去征服，而我们的仿生月亮，将会成为照耀人类文明的光。