核聚变发电作为一种高效、清洁的发电方式，是目前人类所开发出的最高等级的能源，但为何迄今为止都没有大范围使用呢？而且到目前为止，除了中国以外，其它国家的核聚变研究进展基本处于停滞状态，这是为何？

根据相关领域的专家推测，我国很有可能会在2028年成为世界上首个拥有核聚变发电的国家，按照这种说法，我国届时将会因此引爆第四次工业革命，这一天真的会到来吗？

1、核聚变发电有多难？

由于核聚变需要的极高温高压条件，地球上的任何材料都无法承受，科学家只能用超强磁场约束核聚变环境。

产生如此强的磁场，需要强大的电力，可创造出能满足聚变的区域还非常有限。这导致相当长时间内，能量的输出难以超过输入。

近年在我国科学家的努力下，终于实现了，能量输出大于输入。这等于前进了一大步。

但下一步面临的技术难题是，中子轰击。由于中子不带电，磁场无法对其施加影响。

核聚变产生的高能中子轰击在周围的材料上，会使周围材料发生类似点石成金的改变，只是方向相反，是“点金成石”。这使核聚变反应炉中昂贵的内部材料必须不断更换。

这导致了核聚变发挥商业效益还有很长的路要走。

2、我国的核聚变研发历程

说了这么多核聚变发电的难点，那么接下来就要讲讲我国核聚变发展的历程了。其实早在1955年，我国科学家钱三强和刘正武就提议开展中国“可控热核反应”的研究，不过那时候由于我国刚刚经历战乱，国困民乏，百废待兴，这就导致我国有关核聚变的项目暂时无法建立起来，所有的研究都停留在理论阶段。

而前苏联早在1954年，就已经拥有了世界第一台托卡马克装置，无论是设备还是实验成果，苏联当时在世界上都是遥遥领先的，所以许多人曾推断，苏联可能会成为世界上第一个拥有核聚变发电的国家。然而事与愿违，随着1991年苏联解体，苏联所有的核研发基本上处于停工状态，有些寡头还趁机将大量的核设施给卖掉了，原因就是苏联无法承担起那么高的研发经费。

但我国和苏联不一样，我国始终保持着一步一个脚印的节奏。从1965年开始，我国就将大量的核工业设施搬到西部地区，开始慢慢研发核聚变，比如著名的“909”工程，基地就设在四川夹江的一片大山里面，后来又在四川乐山市的郊区建立了我国最大的核聚变研究基地——西南物理研究所。

当时由于条件太过简陋，导致研究员只能睡在帐篷里，但就是在这样的环境中，我国科学家攻坚克难，一度造出了“中国环流器一号”这样的核聚变设施，当时光是设计图纸就有整整三层楼高。

因为有了“中国环流器一号”作为基础，我国在后来又研制出了“超导托卡马克装置HT-7”和“中国环流器二号A”。到了1998年，世界上首台“全超导托卡马克核聚变实验装置”在我国正式立项，但由于那时候我国正处于高速发展的初期，各方面资金不足，所以当时的实验室条件极其落后。

项目负责人万元熙院士说：“就算没有条件，创造条件也要上”。硬是在简陋的实验室里制造出了关键的核心部件和设备，整个项目的自主研发率高达90%。

随着时代的发展，我国的经济大大提升，在核聚变研发的投入上也开始不惜血本了，往往在一个项目上是几十亿几十亿的投入。为什么核聚变设施要这么“贵”？咱们举个简单的例子，就拿核聚变设施的磁笼来说，它一共由18个橘子瓣组成，每个橘子瓣重达360吨，造价在2.8亿欧元左右，那一套磁笼怎么着也得50亿欧元。从中也可以看出，光是材料费，整套设施就价格不菲。

通过巨量资金的投入，2007年，“东方超环”在合肥竣工，这是世界上第一台“全超导托卡马克装置”，取名EAST，这台装置承载着我国核聚变发电的大国梦，也开启了我国核聚变研究由摸索走向成熟的里程碑。

刚才说过了，核聚变面临最大的一个问题是可控，也就是稳定地释放能源，而EAST在2018年的实验中，成功燃了100秒，这在当时属于世界之最。

在此之后，我国的核聚变项目突飞猛进，2020年投入运行的“中国环流器二号M”，成为我国规模最大的可控核聚变设施，整个项目耗资达到50亿美元，各方面指标都排在世界前列，离子温度达到1亿度以上。

作为国内参数最高的核聚变设施，中国环流器二号M的精细程度无可比拟，由于内部构建太过精密，所以当时在移动中心柱的过程中，研究人员在一个月内设计出了十几套方案。

为了保证安装精度不超过0.1毫米的偏差，工作人员把“中心柱”当做宝贝一样移动，整个过程耗费了9个小时，但其实际路程却只有2分钟，从中也可以看出这个宝贝是多么的“金贵”。

3、为什么偏偏是中国研究出来了？

纵观海外，不只是中国，当时全世界都在核聚变研发的道路上撒丫子狂奔。为了实现可控核聚变，全世界的科学家集合在一起，计划在法国南部建造一个巨大的可控核聚变设施，简称ITER，中国在这个项目里承担了9%的工作任务。

正是从这个项目中，中国汲取了大量的核聚变研发经验，并将其用在自己的核聚变项目中。不仅如此，中国还在已有的项目中实现了技术突破，比如ITER第一壁的特殊材料。由于研发这种材料的技术难度太大，当时只有美国才能研制出来，但中国硬是本着自主研发的劲头，在2016年就将这项技术做到了世界前列。

中国之所以能领先欧美和日本实现核聚变技术的突破，主要就是因为中国几十年如一日的坚持，其他国家因为在项目上久久没有取得进展，于是便放弃了核聚变项目，或者推迟这个项目的进度，转而去攻关其他领域，只有中国坚持到了最后，所以才有了今天的“中国环流器二号M”。

这就是中国“举国之力”的伟大所在，这个凭借这种“大政府模式”，从高铁到航空航天，从公路到互联网设施，一路披荆斩棘，举全国之力，万众一心，专心攻坚一个项目，这就是中国的优势所在。

欧美就比较偏向于小政府模式，大家各管各的，从来不为大项目操心，所以你看许多西方国家的基础设施建设都特别老旧，这就是缺乏“大政府模式”的全局操控所致。这样看来，中国能提早实现可控核聚变也就不足为奇了。

如果我国成功将核聚变应用起来，将会对世界能源格局造成什么影响？

如果中国真的在2028年实现可控核聚变，那新崛起的核聚变发电对世界能源格局的演变会造成什么影响呢？

咱们可以从两点来进行分析，首先就是交通工具的使用。当然了，我这里说的交通工具，不是传统意义上的飞机汽车，而是火箭。

要知道，如果是传统意义上的火箭，它直接消耗的是化石能源，这也就意味着飞船的载重将会大大增加。但如果使用核聚变作为能源的话，只需要一点点燃料就能释放出巨大的能量，足以打开人类探索星际的道路。

除了航空航天以外，核聚变能源的第二个用处就是给人类的日常生活供电了，核聚变的基本原理就是从少量的物料中榨取更多的能量，比如从1升海水中就能榨出300升汽油的能量，一旦核聚变发电真正启用起来，那那些火电、水电，都将被淘汰。

由于核聚变的原料是氘和氚，这些物质聚合释放能量后，最终会形成铁元素和氦元素，所以不会对环境造成污染。而且氘和氚又是来自于水，水的来源可是无穷无尽的，所以一旦核聚变发电能成功应用起来，那人类将不会面临能源枯竭的窘境，很多人更是把核聚变反应戏称为“烧开水”。

在影响世界格局方面，如果中国能成功实现核聚变，那困扰我国多年的能源问题将不会被人“卡脖子”，无论是石油还是天然气的供应，我国将不再受制于人。相反，那些依靠石油发家致富的中东狗大户们，届时会面临一波经济危机。

从能源和其他各个角度来看，可控核聚变技术的突破将是人类自学会使用火以来最大的突破，其带给人类社会的影响将是过去几百年任何科学成就都无法比拟的，因为可控核聚变将直接让人类文明跃升至一个新台阶。

以往以及目前乃至未来，可控核聚变的难点始终都是如何长时间稳定约束上亿度高温等离子体的问题，因为可控核聚变最基础的目的就是用来蒸发液态水产生高压蒸汽进而发电，所以让托卡马克装置稳定释放热量就是最本质的目的和难点。

可控核聚变技术的实现将使得人类文明从此无需为能源发愁，真正廉价且取之不尽用之不竭的“核聚变电”可以用来超大规模电解海水生产淡水，还可以用来不计成本的为超巨型农业大棚提供无限制的电力用于调温和人工光照，最重要的是以往无线输电带来的巨大损耗也可以忽略不计，从此任何需要用电的设备都将拥有无限电能。

文章来源： 二七之日，科普启示录，探索宇宙之路