聚变能源

（Fusion Energy）目前，人类使用的主要能源是化石能源，即煤和石油。但全世界的煤和石油的储量有限，每年新探明的储量小于当年的开采量，终有耗尽之时。另一种已开始使用的能源是基于核裂变反应的核裂变原子能电站。核裂变燃料（铀或钚）的热值虽然比碳氢化石燃料高得多，但全球有开采价值的铀矿资源也很有限，即使采用增殖堆来增殖燃料，其可用的热值总数也只有200Q，只够两个世纪的需要。为了弥补化石燃料和核裂变燃料的不足，长时间以来，人们一直在研究如何实现受控热核聚变，即聚变能源。 热核聚变是原子核反应的方式之一，它是指轻原子核（质量数一般少于16）在高温高密度的条件下，克服原子核之间的库仑斥力，聚合成新的较重的原子核，并释放出大量的能量的一种核反应过程。几种典型的热核聚变反应为太阳的能量就是热核聚变反应所产生的能量。氢弹的主要放能反应也是热核聚变反应，不过是一种非受控的爆炸式反应。 热核聚变的燃料是氘氚 （DT）。氘（D）广泛地存在于自然界的水中，在天然水中，重水约占水分子数的七千分之一。聚变燃料有很高的热值，lkg氘相当于4kg的铀-235，或8 600吨汽油，或11000吨煤。亦即一桶水的聚变能产生相当于400桶汽油的能量，全地球的水的总聚变潜能足够人类使用百亿年。因此可以说，受控核聚变的实现将为人类提供取之不尽用之不竭的干净能源。 与核裂变比较，核聚变能源产生的放射性污染相对较少。氚（T）虽然是放射性元素，但其半衰期较短（12年），且放射性较低，生物效应也较弱，比裂变碎片的放射性处理要简单得多。受控热核聚变包括磁约束和惯性约束两种方式。磁约束方式是利用磁场与运动的带电粒子的相互作用，使高温等离子体在一定密度下被约束，从而实现受控热核聚变反应；惯性约束方式则是靠激光束、X光或离子束在很短时间内均匀地辐照DT靶丸，并使其压缩、加热，利用本身的惯性维持其高温高密度的等离子体状态，实现受控热核聚变。目前，这两种约束方式均取得了重要的进展。