为什么核聚变的商业化如此之难？

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能源研究中经常会开玩笑说，核聚变是未来的能源来源，而且最终一定会如此。科学家和工程师已经在核武器中实现了不可控制的聚变反应，他们现在正在为以可以控制的方式利用这种能源而奋斗。主要的困难在维持聚变反应所要求的高温和高压方面。其方法有三个：引力约束、磁约束和惯性约束。太阳的巨大质量产生了足够大的引力场来束缚反应物质。但是在地球上不可能复制出引力约束。道理很简单，地球没有足够大的质量。

磁约束包括使用非常强的磁场来约束反应物质。虽然聚变反应可以轻易扰乱磁场，但是这仍然是一种有效研究方法。世界各地的一些实验室一直在研究磁约束聚变反应。拥有这项技术的规模最大的项目是国际热核聚变实验堆(International Thermonuclear Experimental Reactor，ITER)，它的总部位于法国的卡达拉什。国际热核聚变实验堆有中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯、韩国和美国参加。这是一个花费几十亿美元，历时几十年的巨大项目。国际热核聚变实验堆的一些设施的建筑工程在2010年就开始了，但是该项目的组织者一直面临经费紧张的问题，这可能会延迟工程进度。它的目标是在2019年11月第一次生产出等离子体——聚变反应所需的电离气体。

第三种方法是惯性约束，这种方法是把一个高能量脉冲射到聚变燃料的靶丸上。这个脉冲将使靶丸以足够的压力和温度向内爆破，使氘和氚聚合起来。(氘和氚的反应一直是聚变研究的焦点，因为这是一种相对简单的反应。)这种方法在位于加利福尼亚州利弗莫尔的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室所属的国家点火装置上已经取得了若干进展。国家点火装置将192束激光射到聚变燃料的靶丸上。2010年1月，国家点火装置的科学家们几乎能把一个金胶囊加热到600万摄氏度。下一步可能是要加热一个真正的聚变燃料的靶丸。这一步成功之后，还需要持续不断地加入更多靶丸并加热，从而保持聚变反应持续进行下去，这也是一个挑战。但国家点火装置的主要目标并不是实现商业核聚变，而是要提供一个实验室来模拟先进核武器内部的热核反应。

以上方法都是“热”聚变，温度要达到几百万摄氏度，这是引起重氢和其他物质聚变所需要的。相反，冷聚变，按照它的提出者的意思，是在室温下就能够发生的聚变。1989年3月23日，世界著名的化学家马丁·弗莱希曼和另一名化学家斯坦利·庞斯宣称在一个使用钯电极的重水电解实验中发生了聚变，震惊了整个世界。(“电解”是指让电流通过水，从而使水分解为氢和氧。)他们关于聚变的证据是产生了异常多的热量，他们认为这些热量只能由核能产生。当许多研究者不能重复此结果时，冷聚变的幻想很快就破灭了。尽管如此，二十多年后仍有一些科学家在继续进行冷聚变的研究，虽然大多数科学家对此持高度怀疑的态度。