張巖峰

核聚變（nuclear fusion）又稱(chēng)熱核反應(yīng)，是由一些輕原子核（如氘、氚）融合生成較重原子核，同時(shí)釋放出巨大能量（稱(chēng)為“聚變能”）的核反應(yīng)。輕核需處于上億度高溫的等離子體狀態(tài)，以獲得能量來(lái)克服庫(kù)侖勢(shì)壘。核聚變是核反應(yīng)的一種，是輕核的外電子脫離原子核束縛，原子核發(fā)生碰撞，進(jìn)行聚合，產(chǎn)生新原子同時(shí)釋放能量的過(guò)程。輕核一般需要處于上億攝氏度高溫的等離子體狀態(tài)，以獲得能量來(lái)高速碰撞。在碰撞過(guò)程中，不僅電子釋放出來(lái)，中子也釋放出來(lái)，這種局部的反應(yīng)擴(kuò)大到一定程度，就會(huì)產(chǎn)生巨大的能量。1932年，澳大利亞科學(xué)家馬克·歐力峰（Mark Oliphant）領(lǐng)導(dǎo)的實(shí)驗(yàn)第一次發(fā)現(xiàn)核聚變。

核聚變不屬于化學(xué)變化，有兩種反應(yīng)類(lèi)型：一種是熱核反應(yīng)，一種是冷核聚變。熱核反應(yīng)中，參與反應(yīng)的輕原子核從熱運(yùn)動(dòng)中獲得動(dòng)能，進(jìn)行核聚變。這是氫彈的爆炸理論基礎(chǔ)，也是如今很有前途的一種新能源。但熱核反應(yīng)瞬間產(chǎn)生的能量太過(guò)強(qiáng)大，需要控制后才能加以利用。

冷核聚變是指在相對(duì)低溫的情況下進(jìn)行的核聚變反應(yīng)，目前為止還是一種概念性假設(shè)，尚未實(shí)現(xiàn)。理論上，冷核聚變比熱核反應(yīng)所需要的溫度大大降低，可以使用更簡(jiǎn)單、更普通的設(shè)備產(chǎn)生可控的聚變反應(yīng)，反應(yīng)也更加安全。

目前世界上有許多國(guó)家在進(jìn)行熱核聚變裝置的研究，設(shè)計(jì)熱核聚變?cè)囼?yàn)反應(yīng)堆，以期令熱核聚變成為可利用的新能源。2007年國(guó)際熱核試驗(yàn)反應(yīng)堆（ITER）計(jì)劃在法國(guó)啟動(dòng)，由歐盟、印度、日本、中國(guó)、俄羅斯、韓國(guó)和美國(guó)等七個(gè)成員實(shí)體資助和運(yùn)行，旨在建立世界上第一個(gè)受控的熱核聚變?cè)囼?yàn)反應(yīng)堆。我國(guó)的可控?zé)岷司圩兗夹g(shù)一直處于世界領(lǐng)先地位， 2012年成功自主設(shè)計(jì)研制出全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置（EAST裝置），并且完成了放電試驗(yàn)，首次放電獲得電流200千安，其余各項(xiàng)試驗(yàn)都達(dá)到預(yù)期效果，獲得多項(xiàng)世界第一。

（原載于學(xué)習(xí)強(qiáng)國(guó)·每日科技名詞，2020年7月23日）