太阳核聚变的秘密，ITER带你揭秘

太阳核聚变的秘密，ITER带你揭秘

太阳为什么能持续发光发热？答案就在其核心的核聚变反应。在太阳内部，约1500万摄氏度的高温和3000亿个大气压的极端条件下，氢原子核克服彼此间的静电斥力，发生聚变反应生成氦原子。根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，即使微小的质量损失也能转化成巨大的能量。每秒钟，太阳大约将6亿吨氢转化为5.96亿吨氦，同时释放出相当于400万吨质量的能量，这些能量以电磁波的形式传播到地球，为我们提供光和热。

既然太阳可以通过核聚变产生如此巨大的能量，人类是否也能制造出自己的“小太阳”呢？国际热核聚变实验堆（ITER）项目正是为了实现这一梦想而生。这个由35个国家共同参与的国际合作项目，旨在通过磁约束的方式，在地球上实现可控核聚变反应。

然而，ITER项目的进展并不顺利。根据国际原子能机构最新公布的时间表，ITER的启动时间将推迟到2034年，比原计划晚了整整9年。这一延迟主要是由于制造故障、新冠疫情的影响以及项目本身的复杂性所致。

尽管ITER项目遭遇挫折，但核聚变能源的前景依然令人期待。核聚变反应的燃料——氘和氚，在海水中储量丰富，几乎可以说是取之不尽。而且，与核裂变反应不同，核聚变反应不会产生长期的放射性废物，安全性更高。一旦实现可控核聚变，人类将获得一种几乎无限的清洁能源。

然而，要将核聚变技术商业化，还需要克服一系列重大挑战：

1. 极端条件下的材料要求：核聚变反应需要在上亿摄氏度的高温下进行，这对反应堆材料提出了极高的要求。目前，科学家正在寻找能够承受极端温度和辐射的新材料。

2. 氚燃料的供应问题：氚是核聚变反应的重要燃料，但自然界中氚的含量极低。因此，科学家需要开发在聚变装置内部生产氚的技术。

3. 反应堆设计与控制：无论是惯性约束聚变还是磁约束聚变，都需要精确控制等离子体的状态，这是一项极具挑战性的任务。

面对这些挑战，全球科研人员正在积极寻求突破。私营部门的投资大幅增加，过去五年来，私营公司已吸引超过70亿美元的私人投资。同时，美国政府也宣布了一项为期四年、耗资4200万美元的计划，用于开发聚变中心。

正如加州大学圣地亚哥分校的机械与航空航天工程教授George R. Tynan和Farhat Beg所说，核聚变技术的实用化已不再是遥不可及的梦想，而是指日可待的现实。通过政府与私营部门的共同努力，人类有望在不久的将来实现这一能源领域的重大突破。

ITER项目虽然遇到了一些困难，但它代表了人类对清洁能源的不懈追求。正如ITER的总干事Pietro Barabaschi所说：“我们正在创造历史，我们正在创造未来。”