核聚變能夠解決能源問題嗎？

文／陳根

“得太陽所曬熟的美果，月亮所養(yǎng)成的寶物；……義人在上帝的國里，要發(fā)出光來，像太陽一樣?！睆氖ソ?jīng)中的這段話，可以看出人們對太陽的崇敬之情。

太陽，距離地球大約9300萬英里，其散發(fā)的能量使地球變成一個(gè)充滿生命的世界。雖然僅有十億分之一的太陽總能量傳輸?shù)竭_(dá)地球，但太陽每秒向地球表面?zhèn)鬟f的能量相當(dāng)于2018年所有發(fā)電站的總發(fā)電量。然而，像太陽一樣產(chǎn)生能量是一件不容易的事情。

裂變原子，是產(chǎn)生能量的一種方法。將原子核凝聚起來可以獲得大量的能量。而將原子核聚集在一起，能量會以熱或者光的形式釋放出來，由此產(chǎn)生核裂變。當(dāng)一個(gè)原子被分裂時(shí)，就開始產(chǎn)生連鎖反應(yīng)，被分裂的原子會觸發(fā)另一個(gè)原子產(chǎn)生分裂，以此往復(fù)。

核電站是收集原子分裂釋放能量的一種方法，世界上最大的核電站是日本的柏崎刈羽核電站，它由7個(gè)核反應(yīng)堆組成，最大發(fā)電能力大約是8000兆瓦，世界上最大的單個(gè)核反應(yīng)堆是中國臺山核電站的兩座核反應(yīng)堆之間的紐帶，臺山核電站的每個(gè)反應(yīng)堆裝機(jī)容量為1750兆瓦。

單個(gè)核反應(yīng)堆比不受控制的核反應(yīng)（例如原子彈爆炸）產(chǎn)生的能量小許多，現(xiàn)今，引爆一顆原子彈是所產(chǎn)生的能量相當(dāng)于柏崎刈羽核電站半年的發(fā)電量。但是，核裂變往往容易產(chǎn)生核廢料，因?yàn)榱炎兊脑油ǔ２环€(wěn)定，會產(chǎn)生輻射。更危險(xiǎn)的是，核廢料需要妥善儲存許多年，一旦其泄露到環(huán)境中，就會帶來不可估量的傷害。

核聚變是另一種類型的核反應(yīng)。當(dāng)兩個(gè)較輕的原子結(jié)合成一個(gè)較重的原子時(shí)，失去的質(zhì)量就會轉(zhuǎn)化為能量。一般情況下，該過程產(chǎn)生能量而不產(chǎn)生核廢料的反應(yīng)。同時(shí)，聚變也會發(fā)生在太陽核心，每秒太陽將大約6億噸的氫燃燒成大約5．96億噸的氦，產(chǎn)生的能量相當(dāng)于數(shù)萬億顆原子彈。

然而，在地球上實(shí)現(xiàn)核聚變是非常困難的，因?yàn)槠渲挥性跇O端條件下才會發(fā)生，例如太陽的高溫高壓環(huán)境，迄今科學(xué)家還沒有找到證明可控核聚變產(chǎn)生的能量比消耗更多的方法。

核聚變是一種具有廣闊前景的能源解決方案，但人們很容易忽視頭頂有一個(gè)巨大的核聚變反應(yīng)堆——太陽。未來，隨著太陽能效率地不斷提高，有望捕捉到更多的太陽能，以此滿足人類日常的能量需求。