陕西将建成首个商用可控聚变堆？！十有八九是媒体乌龙 | 袁岚峰

2022-08-25 13:08

导言：

公众应该增强科学素养，了解业界的大图景，这样才能知道这些企业能做的是什么，不能做的是什么，才能既不对可控核聚变过分乐观，以为它指日可待，也不走到另一个极端，以为它是骗局。

最近，一段陕西新闻联播的报道引发了关注：陕西将建成首个商用可控聚变堆！（http://www.snrtv.com/snr_sxxwlb/a/2022/08/23/20842277.html）许多人来问我，该怎么理解这个新闻。我想，这十有八九是媒体不理解科学原理搞出来的乌龙事件。2019年有一个报道，《水氢发动机在南阳下线，市委书记点赞！》，号称汽车只需加水就能跑。我当时做了一期节目，指出了这事的荒诞，因为只要懂得能量守恒定律就知道，不可能从一系列循环操作中获得能量（汽车加水就能跑？想想月薪3000的人如何买到3百万的车 | 袁岚峰）。这次陕西的事情应该不像南阳那样是个完全的错误，应该是有科技含量的，但至少在宣传上实在是槽点不少。

我以前多次科普过核聚变，在这里正好再介绍一下它的基本状况。核聚变是一个真实的物理现象，可控核聚变是一个真实的研究目标，这是跟所谓水氢汽车不同的。其实不可控的核聚变人们早已实现了，就是氢弹。然而可控核聚变难度就高得多，经过全世界科学家几十年的努力，目前还有很远的距离，以至于有个笑话“可控核聚变永远需要五十年”。但这个笑话正在起变化，因为按照业界现在的时间表，五十年是个实数，不是虚数，我们确实打算在未来的五十年内即2070年左右实现商业应用的核聚变发电。

要实现可控核聚变，有个核心指标叫做三重积，它是温度、等离子体约束时间与粒子数密度这三者的乘积。媒体经常报道的研究进展，例如中国科学院等离子体物理研究所2021年实现了可重复的1.2亿度101秒等离子体运行、1.6亿度20秒等离子体运行以及1056秒的长脉冲高参数等离子体运行，都是这些方面的进展。这三个参数是此起彼伏的关系，一个高了另一个就会低，所以严谨的报道总会把多少度、多长时间等等一块说，不会单独说一个。为了改进这些指标，需要在超导磁体系统、加热和电流驱动系统、主动冷却偏滤器等许多方面取得进步（东方超环托卡马克丨Engineering），所以这是人类有史以来最庞大的工程之一。

EAST超导托卡马克

EAST的超导磁体。（a）单个TF线圈；（b）超导纵场TF磁体系统

事实上，当前最大的国际合作科研项目就是国际热核聚变实验堆（ITER）。这是一个巨大的托卡马克，正在法国组装，有包括中国、美国、俄罗斯、印度、日本、韩国和东道主欧盟在内的七方参与。可以看到，地球上几乎所有有科研实力的国家都在参与这个项目，这可以显示出可控核聚变的难度和重要性。同时由于ITER的进展严重延期，我国也正在推进中国聚变工程实验堆（CFETR）。它位于合肥，集中全国的研究力量，由中国科学院合肥物质科学研究院和中国科学技术大学承担集成工程设计研究。CFETR和ITER的目标，都是在未来的50年内实现核聚变实际应用。

所以你看，业界的主要力量和时间表都是这样，要说陕西近期将建成首个商用可控聚变堆，而且还是“小型化、可快速迭代的”，这怎么可能呢？！这就好比歼星舰还没造出来，就有人说他可以把歼星舰小型化，这都哪儿跟哪儿。至于这个新闻的结尾说“未来有望应用于聚变能电站、大中型船舶、海上作业平台以及近地轨道器等场景的作业系统”，就更是画饼画到天上去了。这个新闻最后那句“也将为我省实现双碳目标提供新的技术路径和产业模式”，也令人哭笑不得。可控核聚变如果实现了，将是全人类有史以来最伟大的成就之一，落脚到一个省的目标上，这格局实在有点错乱。这就好比说，获得诺贝尔奖有助于你买台手机。

然而另一方面，这事也不见得是个完全的错误，因为近年来确实有很多民营企业投资开发可控核聚变（核聚变商业化步伐正在加快丨中国工程院院刊），国内外都有。对此应该理解为，他们是在开发可控核聚变装置中的某些部件，用新的思路解决某些问题，而不是独力造一个可商用的可控核聚变装置出来。事实上，在陕西这个新闻中，负责人自己说的也是“我们这个装置其实是要验证整体方案的一个科学可行性，为我们后续的商业可行性夯实一个理论基础”。

从高处俯瞰，英联邦核聚变系统公司的这种超导磁铁在−263 ℃时可产生20 T的磁场，用磁场控制等离子体。该公司计划2025年前建设一个试点发电站，可能成为第一个生产能量超过核聚变反应所需能量的反应堆。来源：Gretchen Ertl，CFS/MIT-PSFC，2021（public domain）

我想，对于民企搞核聚变我们应该这样理解。在基本面上，任何人向核聚变这种高科技投资都应该欢迎，这无论如何比炒作没用的东西甚至低级趣味强太多。而且科研人员多一个出路，也会提高待遇，这在整体上是对社会有好处的。相关企业为了融资，在宣传方面多讲优势也可以理解。不过公众应该增强科学素养，了解业界的大图景，这样才能知道这些企业能做的是什么，不能做的是什么，才能既不对可控核聚变过分乐观，以为它指日可待，也不走到另一个极端，以为它是骗局。以平和的心态认真搞研究，才能推动可控核聚变这个伟大目标早日实现。

■ 扩展阅读：

汽车加水就能跑？想想月薪3000的人如何买到3百万的车 | 袁岚峰

东方超环托卡马克丨Engineering

核聚变商业化步伐正在加快丨中国工程院院刊

■ 作者简介：本文作者袁岚峰，中国科学技术大学化学博士，中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心副研究员，中国科学技术大学科技传播系副主任，中国科学院科学传播研究中心副主任，科技与战略风云学会会长，“科技袁人”节目主讲人，安徽省科学技术协会常务委员，中国青少年新媒体协会常务理事，中国科普作家协会理事，入选“典赞·2018科普中国”十大科学传播人物，微博@中科大胡不归，知乎@袁岚峰（https://www.zhihu.com/people/yuan-lan-feng-8）。

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来源: qq

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