可控核聚变一旦实现，100克的核燃料，可以让一辆汽车跑多远？

可控核聚变要是真成了，100克核燃料塞进一辆汽车，到底能跑多远？ 几百公里，几万公里，还是远到让人不敢想？ 2025年初，中国“人造太阳”EAST跑出了1066秒的高约束模运行纪录，法国WEST紧跟着刷新了时长，美国国家点火装置也多次刷新聚变产能纪录。 想弄明白那100克燃料的分量，得先从能源这件事说起。 能源是宇宙运行的基本货币。 它照亮千家万户，促进植物生长，也为计算机提供电力。 人类获取能源的途径多种多样：燃烧化石燃料、分裂原子，或让阳光照射在太阳能电池板上。 然而，每一种方式都存在各自的缺陷。 化石燃料燃烧会产生有毒物质，核裂变会留下难以处理的核废料，而在阴雨天气里，现有电池也难以储存足够的电能。 相比之下，太阳似乎拥有几乎取之不尽的免费能量。 于是，一个问题随之而来：人类能否在地球上建造一个“太阳”，把星星装进瓶子里？ 太阳之所以能够持续发光，是因为其内部发生着核聚变。 简而言之，核聚变是一种热核过程，参与反应的物质必须被加热到极高温度，使电子脱离原子，形成等离子体。 在这种状态下，原子核与电子可以自由穿行，为聚变反应创造了条件。 由于原子核都带正电，彼此之间存在强烈的排斥力。 要克服这种斥力，粒子必须以极高的速度运动，而极高的速度意味着极高的温度，需要达到数百万摄氏度。 恒星依靠自身庞大的质量达到这一条件，其核心的巨大压力产生热量，迫使原子核相互挤压。 在这种压力之下，原子核彼此结合、发生聚变，形成更重的原子核，并在此过程中释放出能量。 科学家希望在新一代发电厂中利用的，正是这种能量，也就是聚变反应堆。 然而在地球上，人类无法复制恒星那种依靠巨大引力挤压物质的方式。 因此，要建造能够通过聚变产生能量的反应堆，就必须采用更为巧妙的方法。 迄今为止，科学家已经发展出两种将等离子体加热到足以发生聚变的途径。 第一种是磁约束，利用磁场将等离子体压缩在环形腔室中，使反应在其中进行。 以法国的国际热核聚变实验堆为代表，这类磁约束反应堆依靠超导电磁铁运行，并使用液氦将磁体冷却到接近绝对零度的状态。 与此同时，腔室内的等离子体温度却高达上亿摄氏度，这使其成为已知宇宙中温差最大的装置之一。 第二种方式被称为惯性约束，即利用超强激光发出的脉冲加热燃料颗粒表面，使燃料向内压缩，在极短时间内达到足以发生聚变的温度和密度。 目前世界上最强大的激光器之一，就被用于美国国家点火装置的聚变实验之中。 无论是这些实验，还是世界各地其他类似的研究，目前都仍处于实验阶段，相关技术尚在开发之中。 虽然科学家已经能够实现聚变反应，但就整个系统而言，投入的能量仍多于产出的能量。 这项技术距离真正具备商业价值，还有很长的路要走。 也许聚变发电永远无法实现，在地球上建造一座可行的聚变反应堆或许根本不可能。 但如果能够成功，它将拥有极高的效率：一杯海水所能产生的能量，可与一桶石油相当，而且几乎不会产生废弃物，这一前景令人向往。 之所以如此，是因为聚变反应堆以氢或氦作为燃料，而海水中富含氢元素。 不过，并非所有的氢都能用于聚变，只有含有额外中子的同位素，即氘和氚，才能产生所需的反应。 氘性质稳定，在海水中储量丰富，获取相对容易。 氚的情况则要棘手得多。 它具有放射性，全世界的储量可能只有约20千克，且大部分存在于核弹头中，因此价格极为昂贵。 这意味着，人们或许需要寻找另一种可以与氘配合进行聚变的物质，以替代稀缺的氚。 氦的同位素氦-3可能是理想的替代品，遗憾的是，它在地球上同样极为稀少。 不过，月球或许能够提供答案。 在数十亿年的时间里，太阳风可能已在月球表面积累了大量氦-3，人们无需人工制造，只需开采即可。 如果能够从月球尘埃中分离出氦-3，人类就将拥有足以满足全世界能源需求数千年的燃料。 对于那些此前尚未被说服的人而言，这无疑为建立月球基地又提供了一个有力的理由，也让聚变能源与太空探索紧密联系在一起。 或许有人认为，建造一个小型“太阳”听起来仍然有些危险。 但事实上，聚变反应堆比大多数其他类型的发电厂更加安全。 与核裂变电站不同，聚变反应堆不会因堆芯熔毁而引发灾难。 一旦聚变过程失控，等离子体便会膨胀冷却，反应随之停止。 简单地说，聚变反应堆并不是一颗炸弹。 不过，作为燃料的氚一旦泄漏，可能对环境构成威胁。 氚能够与氧结合生成具有放射性的水，若渗入自然环境，可能造成严重危害。 所幸反应堆中实际使用的氚仅有几克，即便发生泄漏也会很快被稀释。 由此看来，聚变能源似乎描绘了这样一幅图景：只需利用普通的水，便能获得近乎无限的能量，而且无需以牺牲环境为代价。 那么，这样的设想是否存在代价？ 答案在于成本，这也是聚变能源面临的最大现实障碍。 目前，人们并不知道聚变发电能否在商业上真正可行。 即便技术取得成功，建造聚变电站的费用也可能十分高昂。 其最主要的不足在于，这仍是一项