西方集体撤退，中国死磕，为什么全世界，就中国在拼命搞核聚变？

为什么当西方在聚变赛道上集体放缓脚步时，中国却在死磕这条被称为"清洁能源圣杯"的路径？要回答这个问题，或许该先听听大洋彼岸那位聚变工程师的自白——因为他们的焦虑，恰恰是中国速度的最好注脚。

在展开内容之前，有必要先厘清核聚变与核裂变的区别。当今的核电站使用的是核裂变技术，通过分裂沉重的铀原子来释放能量。

而聚变正好相反，它将轻的氢原子结合在一起，这与驱动太阳及其他恒星的反应是相同的。结果就是它的燃料来自水，非常清洁，没有长寿命的放射性废料，而且本质上是安全的，因为聚变反应堆不会熔毁，如果出了什么问题，反应就会直接停止，同时没有碳排放。

从技术层面讲，亦能采用了一种与传统不同的聚变方法。大多数聚变研究使用的是托卡马克装置，也就是那种巨大的甜甜圈形状的磁约束室，而亦能采用的是脉冲磁约束聚变。

纵观人类历史，我们一直受到能源稀缺的限制。文明的每次重大飞跃，无论是农业革命、工业化还是信息时代，部分原因都来自解锁了新的能源。

如果有人能解决商业核聚变，人类将迎来一个能源充裕的新时代，这将从根本上改变人类的可能性。什么是核聚变，什么是核裂变？

聚变是宇宙的动力源，恒星的能量就来自聚变。我们今天在地球上使用的大部分能量，追根溯源也来自聚变——太阳能让植物生长，这些植物变成石油，再变成化石燃料，为过去一百年的人类文明提供了动力。

所以聚变其实支撑着人类前进的很多方面，但讽刺的是，人类至今还没能在地球上主动利用聚变来发电。聚变从根本上说，就是把宇宙中最常见的元素，比如氢以及氢和氦的同位素融合在一起，形成更重的元素。

在这个过程中，新形成的原子核会比各部分加起来的总核要轻一点。根据爱因斯坦的著名方程，这部分质量亏损同时也代表着能量，因此在这个过程中会释放出巨大的能量。

裂变则正好相反，用的是宇宙中最重的元素，比如铀和钚。这些元素非常重，内部有太多的质子、中子和电子，以至于它们几乎都快散架了，本身就是不稳定或者说具有放射性的。

当你拿一个 U-235 或者 Pu-239 的原子核，再给它加点新东西——通常是一个不带电的中子——非常大的不稳定的原子核就会碎裂成很多片。如果你把所有这些碎片加起来，它们的总质量也比最初的铀或钚要轻一点。

同样，这个过程也会释放出巨大的能量。在原子物理学里，有一条非常著名的曲线，它展示了元素周期表上从最轻的氢到最重的铀。

聚变反应一直持续到铁元素，铁是一个神奇的临界点：比铁轻的元素会聚变到一起，而比铁重的元素则会裂变分裂开来释放能量。

观察恒星中的这个过程可以发现，我们的太阳基本上是一颗早期恒星，只燃烧氢；但当它燃烧并进行聚变时，这些氢会结合成氦；而后期恒星则可以燃烧这些氦，将它们聚变形成更重的元素比如碳，然后这些碳又可以聚变形成更重的元素。

亦能的很多人，就是从恒星的整个演化过程中获得了启发，去思考聚变的燃料不仅仅是最简单的那几种，也包括在宇宙恒星中看到的那些更高级的聚变燃料。事实上所有原子物理学，当然也包括原子反应释放的能量，都遵循=2E=mc2。

其实在化学反应中也是如此，当你把氢和氧燃烧结合成水时，这些化学反应里也发生了质量变化，只不过每个原子和分子的质量变化实在太小，小到几乎难以测量。人们用电子伏特这个单位来衡量原子或化学过程中的能量。

对于裂变来说，铀和钚这些原子核不是人类制造的，它们是在宇宙诞生之初，通过超新星爆发和宇宙大爆炸等过程在物质形成时产生的。人类是把它们从地里挖出来的，从地下开采。

事实上，大部分钚是用铀制造的。而聚变材料，也就是那些氢的同位素，同样也是宇宙诞生之初就有的，它们是宇宙中最常见的物质。

太阳和恒星就是由氢和氦组成的，宇宙中绝大多数原子仍然是氢。也就是说，裂变的基本燃料本来就在地底下，而聚变的基本燃料则无处不在。

聚变最常用的一种燃料是氘，它是氢的一种更重的同位素。普通的氢通常是一个质子和一个电子，原子质量为一；氘的原子质量为二，它有一个带电的质子和一个不带电的中子。

氘存在于地球上所有的水中——柯特利现在喝的水里就有，他的身体里有，可口可乐里也有，它无处不在，而且安全清洁，是宇宙诞生初期就有的基本粒子之一。据估计，地球上海水中所含的氘，如果按照目前全人类的用电量来计算，足够我们用上大约一亿到十亿年。

按照今天的能源消耗水平，聚变燃料几乎是一种无限的资源。当人类开始在地球上部署这种驱动宇宙的能源时，能做的事情或许会更多，能获得更多的电力和能源，然后用它们来做一些非常有趣的事情。

即便如此，即使人类的能源输出水平高得多，也仍然有数百万年的能源储备。等到人类开始耗尽氘和氦的时候，那意味着技术已经达到了非常不可思议的水平，很可能已经能让人类向宇宙扩张，从其他有水的星球上获取这些燃料，而现在看来有水的星球似乎越来越多。

聚变和裂变之间还有一个区别，那就是反应所需的温度差异。从根本上讲，聚变很难而裂变很容易。

裂变在室温下就能发生，铀和钚这些物质本身就非常容易裂开，所以只要加入一个中子、一个额外的粒子，它就会裂开并释放能量。如果你把很多这样的物质放在一起，就会产生链式反应。

但聚变完全不是这样，必须克服那些电磁力才能让一次聚变反应发生。在太阳里，有引力约束，就是燃料本身的质量产生的引力，把所有东西都拉向太阳中心，这股巨大的引力把所有燃料聚集在一起、约束着它，让它足够近、足够热、足够久，从而发生聚变。

而如果要在地球上建造聚变装置，就必须想办法在没有太阳那么巨大引力的情况下实现这种约束——比如利用电磁力，这是太阳没法用的。但回顾过去建造的历史，挑战并不在于工程，实际上工程师们已经解决了这些问题——问题出在人身上，出在核电周边的其他事情上。

你必须浓缩铀，才能把它放进一个安全的发电厂里，这本身就是问题之一；或者一个发电厂被设计成可以安全运行几十年，但是否会超期运行？所以真正的挑战在于围绕这些系统的人，而不是发电厂本身的工程设计。

最早的一些项目称为箍缩（Pinch），采用的是线性拓扑结构，因为人们知道如何建造这种磁体——它叫做螺线管，用一系列迭进圈通过电流产生一个磁场。有了磁场，然后加入聚变粒子。

但挑战来了：那些粒子在磁场里、在漂亮磁体里会逃逸，会从两端跑掉，因为没有什么东西能塞住。于是聚变的一个分支说：为了解决这个问题，为什么不把这个螺线管弯过来呢？

把它做成一个大甜甜圈，这样当它们逃逸时，就会一圈一圈地绕圈。这是个好方法，于是聚变的这个分支就朝这个方向发展，最终演变成了仿星器和托卡马克。

按理说家底最厚的美国应该一路领跑，可最近两三年风向变了：中国以投入两倍于美国的力度追上来，建设速度更是甩开好几个身位。

新的卫星图像显示，中国正在快速建一个巨型激光聚变基地，规模是加州 NIF 实验室的两倍；另一个大型国家资助项目今年就要投入使用，还有一个计划 2027 年建成。反观美国，同一时期只是在升级几台服役三十多年的老装置。

业内不少人判断，中国可能在三到四年内全面超越美国。一位受访的西方专家直言"作为一个西方人，我感到害怕"——这不是姿态，是真慌。

几位美国参议员联合聚变领域的专家发布报告，呼吁联邦拨款一百亿美元，别让聚变重蹈电动车电池和太阳能被中国拿走主导权的覆辙。