作为“人类终极能源”的可控核聚变，中美之间的差距在哪？

当地时间12月13日，美国能源部宣布：LLNL通过国家点火装置的实验获得成功，聚变反应产生了大约2.5兆焦耳能量，是激光所消耗2.1兆焦耳能量的120%，在核聚变领域取得了突破性进展。

自古以来，地球上的生灵一直依赖的就是太阳核聚变产生的能量。太阳的核聚变是由氢原子聚变形成氦，释放出大量能量。氢原子加热到很高的温度后，从气体变成等离子体，其中带负电荷的电子与带正电荷的原子核分离。通常情况下带正电的原子核之间强烈的排斥静电力使它们无法靠得足够近而发生聚变。然而，如果原子核能够克服静电力，使它们能够在非常近的范围内相互作用，那么原子核之间吸引力将超过排斥的静电力，从而允许原子核融合在一起。当温度升高时，这种情况就会发生：离子移动得更快，最终达到足够快的速度，使两个离子之间靠得足够近。原子核就会发生聚变，从而释放出能量。

太阳依靠核聚变产生热量

太阳核聚变产生的能量到植物光合作用的利用，再到动物利用再到人类利用，这期间会产生大量损耗和不可忍受的污染物，例如煤炭发电、石油燃烧产生的能量。可控核聚变就是模仿太阳产生能量的方式，通过易获得材料产生几乎无限的清洁、安全的能源。

核聚变技术早已被人类攻克，1952年，第一颗氢弹就研制成功了。

氢弹爆炸

如果把核聚变当做一匹放荡不羁的野马，如何把这匹野马驯化让它拉车，目前却是可望不可及的关键技术，也就是可控核聚变技术。谁掌握了这项技术，就是掌握了控制能源的制高点，也就站上了控制世界的制高点。可控核聚变技术里有一项关键突破点，就是净能量增益。打个比方，还是那匹野马，饲养成本和拉车的收益哪个高，只有拉车的收益高于饲养成本才有经济价值。实现净能量增益就是收益大于成本了，有赚头了，可以说是一项巨大突破。

核聚变原理

目前世界上多个国家都在竞相研究这项技术，其中美国和中国走在前列。1960年开始，中国以“托卡马克”为主要研究途径，利用此技术先后建成并运行三大聚变反应堆：华中科技大学的J-TEXT装置、核工业西南物理研究院的HL-2M装置和中科院合肥物质科学研究院等离子体物理研究所、素有“人造太阳”之称的EAST全超导托卡马克装置（东方超环）。

中国的技术突破：

2020年12月，中国环流器二号M装置（HL-2M）在四川成都的核工业西南物理研究院正式建成并实现首次放电；

2021年12月，中国“人造太阳”EAST成功实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，成为世界上托卡马克装置实现的最长时间高温等离子体运行，打破世界纪录；

2022年10月，中国宣布EAST装置的等离子体电流突破100万安培（1兆安），创造可控核聚变装置运行新纪录，让中国核聚变研究实现从跟跑、并跑到领跑的跨越。

但是，中国在净能量增益方面还没有实质性突破。

老调重弹，科学技术是第一生产力。科技一向在国际竞争中占有重要地位。从近几年的芯片事件上就可以看到，科学技术对于一个国家来的重要程度。让人家领先了技术，就会对我们有各种卡脖子。而今天，我们的综合国力和科技水平都获得了大力发展，在可控核聚变领域赶超美国是指日可待的。