2026中国国际核聚变与核能源产业大会暨展览会

解码“终极能源”——核聚变的核心原理与独特优势

能源,是人类文明进步的基石,也是制约全球可持续发展的核心瓶颈。面对化石能源枯竭引发的能源危机、碳排放加剧带来的气候挑战,人类从未停止探索清洁、高效、可持续的新能源路径。在众多候选方案中,核聚变以其无可比拟的优势,被公认为解决人类能源困境的“终极答案”,成为全球能源领域竞争的战略制高点。
要理解核聚变的价值,首先需厘清其核心原理。核聚变是指轻原子核(如氢的同位素氘、氚)在极高温度和压力下,相互碰撞融合形成更重的原子核(如氦),并释放出巨额能量的过程——这正是太阳和恒星持续发光发热的能量来源。与我们目前广泛应用的核裂变(重原子核分裂释放能量)不同,核聚变的反应过程具有本质区别,也造就了其独特的优势。
从反应本质来看,核裂变依赖铀、钚等稀缺重元素,而核聚变的燃料来源极为丰富且易得。氘可直接从海水中提取,每升海水含有的氘经聚变反应释放的能量,相当于300升汽油的热量;氚虽需人工制备,却可通过锂(地壳中储量丰富,海洋中锂储量更是高达2600亿吨)与中子反应生成,几乎实现“取之不尽、用之不竭”。这种充足的燃料供应,从根本上解决了化石能源和传统核电的资源约束问题,有望让人类彻底摆脱对有限能源资源的依赖。
安全性与环保性,是核聚变最突出的优势之一。核裂变反应一旦失控,可能引发核泄漏、核熔毁等严重安全事故,且会产生大量长寿命放射性废物,处理难度大、周期长;而核聚变反应具有天然的“自我约束”特性,反应需要极端高温高压环境维持,一旦反应条件被破坏(如装置故障),反应会瞬间终止,不会发生链式反应失控,不存在核熔毁风险。同时,核聚变反应的产物主要是氦气(一种无毒无害的惰性气体),仅会产生少量短寿命放射性废料,其放射性半衰期通常以天、月计算,远低于核裂变废料(半衰期可达数万年甚至数十万年),处理成本和环境风险大幅降低。
此外,核聚变的能量密度极高,远超其他任何能源形式。据测算,1克氘氚混合物发生聚变反应释放的能量,相当于11吨标准煤燃烧释放的能量,是核裂变反应能量密度的数倍,更是化石能源的百万倍以上。这意味着,少量燃料即可满足大规模能源需求,未来一座小型核聚变电站,就能支撑一座大城市的电力供应,大幅节省能源运输和储存成本。
经过70多年的全球科研探索,核聚变的科学可行性已得到充分验证,目前全球已进入工程验证与商业化探索的关键阶段。从中国“东方超环”实现亿度等离子体稳态运行,到美国、欧洲的商业化聚变装置取得突破,人类距离实现可控核聚变的目标越来越近。尽管目前核聚变仍面临高温约束、材料承载、工程化实现等诸多技术挑战,但随着全球科研力量的协同攻关、技术的持续迭代,“人造太阳”照进现实的那一天,已不再遥远。
作为重塑全球能源格局、保障国家能源安全的关键赛道,核聚变不仅是一场能源技术革命,更将深刻影响人类社会的发展进程。它将彻底改变全球能源供应体系,推动能源结构向清洁低碳转型,助力“双碳”目标实现;同时,也将带动超导材料、精密制造、等离子体物理等相关产业的突破性发展,催生新的产业生态和经济增长点。

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