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聚变能商用——人类新一轮的创造不可能

tom zhang

2016-06-21 19:15

来源：澎湃新闻

从先前做裂变压水堆到现在的聚变研究，有一种很深刻的体会：我们在努力研究核裂变严重事故，裂变乏燃料后处理，轻水反应堆电厂运行安全，等等。感觉在倾尽全力去治愈一个有着先天缺陷的小孩，然后自然界的种种未知超基准事故会有意无意的激发这个小孩的野性，面对挑战我们时常手足无措。于是我们求助于聚变能，完美的先天条件，可是却对生存环境无比挑剔。我们殚尽竭虑为之创造一个稳定的生存环境，比如tokamak，比如stellarator。然而，然而大家都知道的。

可以说，聚变能的利用是人类历史上所遭遇的最大的挑战之一。

时常有人问，你们永远的五十年的核聚变到底现在发展到什么阶段了，啥时候能发电啊？我不是聚变大牛，没有高瞻远瞩纵横古今的全局眼光。只能拿历史上另外一个人造奇迹来类比：载人飞行。

为何要选载人飞行来作为类比对象呢？

首先，载人飞行理念的萌生发生在100多年前，那时候的世界是如此不同，以至于飞行被看做是异想天开，正如现在的聚变能利用被嘲讽为痴人说梦。

其次载人飞行实际上与一项普通的技术发明有本质不同，需要深刻的各方面的理论支持，比如空气动力学，比如材料学等等。与之类似，聚变发电需也需要一系列的理论基础，包括等离子体物理，流体力学等。

此外，二者的实现也都需要技术领域的全面支持。

基于以上几点，在目前我的认知之下，这样的阶段横向类比或许能回答前文提到的聚变能发展阶段问题。

19世纪末期，人类已经掌握了热气球飞行，但是完全受控制、附机载外部动力、机体比空气重、持续滞空不落地的飞行器依旧遥不可及。然而，仍然存在各种证据证明这种飞行器是存在的，比如古老的风筝，比如各种鸟类，等等。与之类似，现在这个年代我们也能很明确看到聚变能存在的事实证据，比如恒星聚变能，甚至很多个人爱好者在车库里实现核聚变反应。实际上在美国，有统计的出于个人爱好而建立的聚变装置超过75个，其中年纪最小的聚变装置拥有者仅仅14岁。

与此类似，150多年前，也存在这么一批载人飞行的狂热爱好者，1890年初，他们在报纸杂志的文章以及德国Otto Lilienthal的飞行器概念图，1896年5月史密斯索尼安学院的Samuel Langley的蒸汽飞机模型成功试飞、紧接着芝加哥工程师和致力于飞行研究的权威Octave Chanute在密歇根沙丘和湖边试飞了几部飞机模型，这一连串的事件引起了莱特兄弟的关注。而之前莱特兄弟花费了大量时间学习风筝式（如下图，略幽默）的飞行器。

反观我们现在的聚变装置，实际上也是路线不一，而且致力于各自装置路线的研究单位研究者都义无反顾的认为自己的装置路线是正确的，而其他装置方案则是不具备实现可能性。总体来看，目前的各种装置归根结底来说就是两条路线，磁约束和惯性约束，而其政府主导的代表性装置分别为ITER和NIF。或许我们实现商用核聚变多年之后回看聚变实验装置，就像我们现在看19世纪末的飞行器实验装置一样不可思议：OMG！WTF？然而，这一切并不能避免。