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核聚變發(fā)電技術(shù)被稱為“夢(mèng)幻能源”，如今備受全球關(guān)注。其原理是與太陽(yáng)中心相同的核聚變現(xiàn)象，利用反應(yīng)能量進(jìn)行發(fā)電（圖1）。如果核聚變發(fā)電能夠投入實(shí)用，很可能會(huì)改寫全球的能源狀況。“燃料”不僅取之不盡用之不竭，而且采購(gòu)成本低廉。在原理上也不會(huì)像核裂變反應(yīng)那樣失控，與核電相比，出現(xiàn)嚴(yán)重事故時(shí)的安全性能好。不僅如此，核聚變發(fā)電還具有反應(yīng)堆在100年后基本趨于安全，放射性廢棄物的管理比現(xiàn)有核電站簡(jiǎn)單等強(qiáng)大優(yōu)勢(shì)。在科幻作品中，核聚變經(jīng)常得到“采用”，用于表現(xiàn)自由能源（免費(fèi)且取之不盡的能源）技術(shù)。
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| 圖1：發(fā)電主要使用用的核聚變反應(yīng)及其他反應(yīng)的差別。核聚變發(fā)電利用的是普通氫原子的原子核（質(zhì)子）與含有1個(gè)中子的氘（D）、含有2個(gè)中子的氚的原子核發(fā)生融合，生成氦（He）等重量更大的元素時(shí)產(chǎn)生的能量。氚無(wú)法通過(guò)反應(yīng)直接生成，需要從反應(yīng)堆外提供，核反應(yīng)在原理上不會(huì)失控。而目前的核電技術(shù)是以鈾等重元素的原子核裂解（核裂變）時(shí)產(chǎn)生巨大能量為基礎(chǔ)。核裂變釋放的中子會(huì)引發(fā)新的核反應(yīng)，可能發(fā)生失控。另一方面，在化學(xué)燃燒反應(yīng)中，碳等原子單獨(dú)產(chǎn)生的能量?jī)H為核反應(yīng)的大約100萬(wàn)分之1。而且，在太陽(yáng)中心發(fā)生的核聚變反應(yīng)在地面上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 （點(diǎn)擊放大） |
然而，在現(xiàn)實(shí)中，核聚變的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)行了60多年，發(fā)電技術(shù)卻未能投入實(shí)用。經(jīng)常有人戲言，核聚變不是夢(mèng)幻能源，而是“黃粱一夢(mèng)”，“核聚變（fusion）只是幻想（illusion）”。實(shí)用化停滯不前的技術(shù)原因主要有兩個(gè)。（1）實(shí)現(xiàn)核聚變狀態(tài)，即“點(diǎn)火”耗能巨大；（2）點(diǎn)火后不容易長(zhǎng)時(shí)間保持狀態(tài)。
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