《美国重大科学突破3：什么是核聚变？》

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来自世界各地的科学家、政府和公司越来越多地投资于一种可以为地球上的每个人提供无限清洁能源的潜在能源：核聚变。

聚变是为太阳和恒星提供能量的过程。这与核裂变相反，核裂变是当今核电站中使用的一种将原子分裂的过程。

美国能源部预计将于12月中旬宣布在寻求利用核聚变动力方面取得重大突破。《金融时报》报道称，加州政府运营的劳伦斯利弗莫尔国家实验室（LLNL）的科学家首次成功地在聚变反应堆中创造了比驱动该过程所需的更多的能量，这是“净能量增益”

美国众议员、加州民主党人Ted Lieu表示，如果得到证实，它“可能会改变世界的游戏规则”，以创造可持续电力。

在聚变中，两个原子核结合在一起形成一个更重的原子核，这个过程释放出能量。这种反应是在一种叫做等离子体的物质状态下发生的，它不同于液体、固体或气体。

在太阳中，原子核在足够热的温度下碰撞，以克服通常将它们分开的电排斥。当它们非常靠近时，它们之间的吸引力会比电斥力更强，它们能够融合。太阳的引力确保了原子核足够靠近，以增加它们碰撞的机会。

据联合国国际原子能机构（International Atomic energy Agency）称，如果人类能够在工业规模上利用核聚变的能量，它将有助于在地球上创造一种几乎无限的清洁能源，其产生的能量是燃烧煤炭或石油的400万倍。

国际机构正在法国南部建设一个耗资数十亿美元的跨国项目——国际热核实验反应堆（ITER）。科学家们相信，如果能够掌握这一过程，聚变工厂将比今天的核裂变工厂安全得多。

ITER托卡马克的部件已准备好进行组装，2022年8月3日，ITER托卡马克的部分部件准备组装。

ITER科学负责人蒂姆·卢斯（Tim Luce）告诉记者：它不能跑东，这是一个很难持续的反应；它需要被驱动。而裂变可以通过链式反应进行，但必须加以控制。

卢斯说，与裂变相比，聚变产生的放射性副产物要少得多，而且它所留下的不是水溶性的——它们不会进入食物供应和水供应。

现今正在开发的聚变反应堆的一些概念将使用两种氢原子，氘和氚作为燃料。

从海水中提取氘既容易又便宜。氚在自然界中并不大量存在，它可能是由聚变产生的中子和锂之间的反应产生的。它也是当今世界发电厂使用的核裂变过程的副产品。

科学家们已经成功地产生了聚变反应，但并没有在这一过程中产生比他们投入的更多的能量。

假设科学家能够实现“净能量”——产生的能量比他们用来制造聚变反应的能量还要多——那么，为了使聚变成为世界上安全、可使用的能源，还需要其他东西。

美国能源部科学与创新副部长办公室首席核聚变实验协调员Scott C.Hsu博士上个月在参议院听证会上表示：我们还必须为核聚变商业化铺平道路，这个远远超出研发。这包括公众参与和能源协调、多样化的劳动力发展、建立公众信任并支持及时部署的监管框架、市场识别、吸引投资和商业化伙伴、出口管制、核不扩散、网络安全、国际协调、建立关键供应链和制造能力。

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