目前的核電站，都是采用核裂變發(fā)電。核聚變研究已經歷了數(shù)十年，科學家提出了多種方法來控制核聚變。盡管氘很廉價并儲量豐富，氚卻非常稀少，必須從核反應中提取。一座常規(guī)核電站一年能生產2－3千克氚，每千克成本估計在8000萬到12億美元之間。不幸的是，磁約束核聚變電站每周都要消耗大約1千克氚。聚變對氚的需求量遠遠超過了裂變的生產能力。
　　
　　美好得太不真實
　　
　　花費40億元、耗時13年建造的世界上最大也是能量最高的激光系統(tǒng)——美國國家點火裝置(NIF)即將啟動!在一兩年內，NIF的192束激光會聚集在一個比胡椒粒還小的靶丸上。來自激光束的能量會擊碎靶丸的核心，在如此強大的能量下，靶丸里的氫燃料會發(fā)生聚變并釋放能量，如同一個微型氫彈。
　　此類技術以前實驗過，并取得過成功。但在第一次嘗試中，科學家為了成功實現(xiàn)氫同位素的聚變，泵入激光器的能量都必須遠大于反應放出的能量才行。這一次實驗不同，靶丸中心發(fā)生爆炸釋放的能量將大于激光束注入的能量。理論上，多出來的能量可以收集起來用于發(fā)電。這種燃料的原材料可以在普通海水中找到，而且不會排放倒可廢氣和核廢料。這就像把—顆恒星裝進地球上的機器里面，讓它發(fā)光發(fā)熱發(fā)電。它將滿足人類對能源永無止境的渴求，直到永遠。
　　世界其他地區(qū)也已開始建造核聚變裝置，如耗資140億美元在法國南部卡達拉什附近建造的國際熱核聚變實驗堆(ITER)。ITER不依靠激光進行約束，而是利用超導磁線圈產生的磁場將氫的同位素約束在一起，并把它們加熱到1.5億攝氏度，相當于太陽表面溫度的2.5萬倍?？茖W家預期，這個實驗獲得的能量也將超過輸入的能量。另外，跟激光系統(tǒng)間歇式的爆炸能量不同，磁場將能約束等離子體長達幾百秒，產生持續(xù)的聚變反應。
　　自核時代開啟以來，人們就熱衷于駕馭恒星內部的核反應過程，讓它們?yōu)槲覀兯?。在這一進程中，NIF和ITER將成為里程碑式的事件。然而瞬間點火也許只是當中最簡單的部分。在經驗豐富的核聚變科學家中，越來越多的人認識到，建造和運行一個聚變核電裝置將比在裝置中成功點火困難得多。一些沒有直接參與聚變研究的物理學家甚至懷疑這項技術在理論上是否可行。一個可以運行的反應堆將由能夠連續(xù)幾年抵擋數(shù)百萬攝氏度高溫的材料建成，它必須經受高能核粒子的轟擊，而普通材料在這種情況下會變得易碎并帶有放射性：這個反應堆還必須經過一個復雜的增殖過程，以產生自己所需的核燃料；如果要為電網(wǎng)提供有用的電能，它還必須穩(wěn)定可靠，不能出現(xiàn)斷電、跳閘和災難性事故，并能夠持續(xù)運行幾十年。
　　假如有一天科學家能在可控條件下催化核聚變，世界能源危機將不復存在。核聚變的燃料非常豐富：氘可以從普通海水中提取，氚可以在反應堆中生成。跟普通的裂變反應堆不同，聚變不會產生長壽命放射性副產物——也就是人們俗稱的核廢料。在理論上，一加侖約3.8升的重水產生的能量能與—艘超級油輪載滿的石油相當，而且只排放少量氦氣。你將得到一種隨處可見、干凈清潔且儲量無限的能源燃料，這簡直美好得太不真實了。
　　事實確實沒那么簡單。20世紀50年代初，美國普林斯頓大學設計了“仿星器”，這是聚變反應堆的第一種設計方案。根據(jù)當時的估計，仿星器可以產生1.5億瓦特的電力，足夠15萬戶家庭使用。設計基于一個事實：在核聚變所需的高溫下，所有電子將會從自己所處的原子中剝離出來。這種形式的帶電粒子“湯”被稱為等離子體，能夠用磁場約束。仿星器本質上就是一個可以約束等離子體的磁瓶，哪怕等離子體被加熱到了幾百萬攝氏度的高溫?？上?，研究人員并沒有全面了解等離子體的行為。他們很快就非常失望地發(fā)現(xiàn)，等離子體表現(xiàn)得一點兒也“不好”。設想握住一個柔軟的大氣球，用力把它擠壓到最小。不管你用的力有多么均勻，氣球總是會從手指之間的縫隙鼓出來。同樣的問題也適用于等離子體。每當科學家想把等離子體壓縮到一個足夠緊致的小球去誘導聚變，它們都會找到一絲縫隙從旁邊噴射出來。這是所有類型的聚變反應堆都要面對的一個矛盾——等離子體溫度越高、壓縮越緊致，要控制它也就越困難。
　　
　　巨大的謊言?
　　
　　無論你用什么方法來啟動核聚變，上兆焦耳的激光器也好，磁場約束等離子體也好，反應產生的能量都將以中子流的形式釋放出來。這些粒子是電中性的，因此不會受電磁場影響。此外，它們還可以徑直穿過最堅固的材料。
　　唯一能讓中子停下來的方法，就是讓中子直接撞擊原子核。然而，這種碰撞往往是毀滅性的。氘氚聚變反應釋放的中子能量巨大，可以擠掉鋼鐵等通常比較堅固的物質中原子的位置。隨著時間推移，這些猛烈撞擊會逐漸削弱反應堆，使結構部件變得脆弱。另外一些時候，中子會把良性材料變成放射性物質。一個中子擊中原子核時，原子核可以吸收中子，變得不穩(wěn)定。一個穩(wěn)定的中子流會使任何普通容器帶上危險的放射性，哪怕這些中子來自于像核聚變一樣“清潔”的反應。
　　通過核聚變發(fā)電離我們還非常遙遠，還有多個難關等待科學家去挑戰(zhàn)。我們不妨假設，到2050年，一切都已準備就緒。NIF和ITER大獲成功，按預定時間在規(guī)定預算內成功實現(xiàn)了預期的凈能量增加目標值。物理學家在給每個系統(tǒng)提高能量的過程中，大自然也沒有再設置什么意外，一向不受拘束的等離子體也如預期般被乖乖馴服。一個獨立材料研究機構也已經演示了一個既能產生氚、又能將中子轉換成電能的包層，而且它也能夠承受在核聚變電站中日常使用給原子內部帶來的巨大壓力。再假設，建造一座可運行聚變電站的預計成本只需100億美元。這還會是一個劃算的選擇嗎?即使對于那些花了畢生精力去追求核聚變能源之夢的研究人員來說，這也是個難以回答的問題。問題在于，跟普通的裂變電站一樣，聚變電站也要生產基荷電力。也就是說，為了收回高昂的初始成本，這些核電站必須一直不停地運行。對于任何一個前期投資巨大的系統(tǒng)，你總會想讓它24小時不停地運行，而且你后期的燃料成本很低。
　　不幸的是，要讓等離子體在任何可觀時間段內保持狀態(tài)都非常困難。到目前為止，反應堆能維持聚變等離子體的時間都不超過1秒。ITER的目標是讓等離子體燃燒維持數(shù)10秒。距離讓它24小時不停運行，還有很長的路要走。我們過去一直片面地看待聚變。它不同于骯臟的化石燃料和危險的鈾。它那么純凈和美好，可以一勞永逸地解決我們對能源的需求。它是人類有可能獲得的宇宙中最接近完美的東西?，F(xiàn)在這些想法正在改變。聚變只是一種可以選擇的能源，還需要經過幾十年的研究才能產生成果。點火裝置或許即將實現(xiàn)，但無限能源時代并未到