外媒：“绝对不可能”！中国已可以制造出足以进行核聚变的超级钢

最近，中国研发的核聚变专用超级钢 CHSN01 刷屏了国际科技圈。这款性能远超国际同类产品的钢材，已经实实在在装进了合肥的聚变反应堆，而就在 8 年前，中国团队展示相关技术进展时，还被外国专家断言 “绝对不可能”。

很多人至今都分不清核聚变和核裂变，更不知道这一突破，到底给人类追逐了数十年的 “终极能源” 梦想，带来了怎样的转机。接下来，我们先把关于核的所有事，彻底讲清楚。

大多数情况下，人们总是混淆哪个是聚变，哪个是裂变。以下是如何组织你听说过的每一个核事物。想象一下，这是裂变，这是聚变；这是受控制的，这是不受控制的。

裂变是将大原子（例如铀）裂成更小的原子。损失了一点质量，释放了能量。不受控制的裂变，那就是原子弹。受控制的裂变，这就是所有实际可用的核能，也就是现在的核发电。

聚变是将氢或氦等微小原子粉碎在一起，形成更大的原子。损失的质量很少，释放的能量甚至更多。不受控制的聚变可用于制造另一种炸弹，即氢弹。这些已经经过多个国家的测试，但从未在战争中实际使用过。而受控制的聚变，这就是我们在这里讨论的内容。它在哪里？因为我感觉它已经很长一段时间都处于成为现实的边缘。

核聚变能否提供廉价、清洁、取之不尽的能源？很长一段时间以来，人们一直在尝试进行聚变并获得电力。但现在气候变化的威胁和寻找更多清洁能源的需求使得这一问题变得更加紧迫。很难对仍在开发中的能源进行比较，但我们谈论的是相同质量的聚变产生的能量比化石燃料多数百万倍。裂变具有类似的能量密度，但稍低一些，但聚变的安全风险较小，即核扩散风险较小。

鉴于聚变炸弹有多种类型，例如氢弹，为什么不担心核聚变扩散？许多人不知道的是，聚变炸弹仍然是裂变炸弹。它仍然含有铀和钚，但它利用聚变来增加更多的能量。因此，主要的担忧之一是核聚变本身并不构成扩散问题。

潜在的能量巨大，风险较小。然而，为了更接近这个梦想，我们需要超越将单个原子粉碎在一起以使它们结合在一起，我们需要大规模进行聚变。更少的粉碎，更多的平滑。找出最好的方法来做到这一点，是数十年来成千上万人的工作。

在聚变中，有多种方法可以实现这一点，所有这些都依赖于我必须首先解释的东西。你已经知道你给固体添加了能量，然后固体变成液体，液体变成气体，然后气体变成等离子体 —— 很多人可能不熟悉的状态。冰到水到蒸汽，再到另一种你在普通厨房中看不到的东西。等离子体就是所有单个原子本身已经碎成碎片，那个系统中有如此多的能量，所有的中子、电子和质子在那里飞来飞去。

但问题是，如何限制等离子体并对其加压足够长的时间来真正实现聚变？有一个地方已经在发生聚变 —— 太阳。我们知道可以通过三种主要方法来限制足以使大规模聚变发生的等离子体。

现在宇宙中的大部分能量（如果不是全部）都来自聚变，第一种方法是引力约束。太阳是如此之大，以至于重力将等离子体拉入，将燃料压缩并加热到真正开始聚变的程度。

在地球上，我们没有能力建造具有重力限制的非常大的系统。所以我们现在做的就是使用各种电子技术以及磁场和其他技术来尝试约束等离子体。

第一种我们实际上可以做的方法是磁约束。这涉及到你可能见过其照片的机器，它被称为托卡马克。你加热聚变等离子体，将其很好地限制，直到它最终变得足够热，开始聚变。

另一种重要方法称为惯性约束。在惯性约束下，而不是试图复制太阳中发生的事情 —— 保持稳定的聚变燃料直到它加热并开始聚变 —— 你压缩它的速度非常快，尽可能快，大约十亿分之一秒。向等离子体发射激光，这样它很快就会被推到一起，然后事物聚变。但不能把它保持太久，所以它不是拥有连续的等离子体，而是看到一系列小的等离子体闪烁。

对此还有其他变体。有的公司正在做磁约束和惯性约束的混合方案 —— 磁惯性约束。你可以保留聚变燃料，就像太阳一样，就像磁力约束一样，但你同时得到了压缩，就像惯性约束一样。

这是他们的聚变反应堆发出的粉红色光，当你进行聚变时就会出现。在这一系列图像中看到的，这种等离子体是从机器的一侧喷射出来的，压缩，压力和温度升高，天越来越亮，然后它开始扩大，变得有点暗。这是一颗人造星，你正在地球上进行聚变。

感觉就像聚变是我希望我们的孙子们会惊讶的事情 —— 你不只是拥有现成的电力，还必须燃烧化石燃料？你可以聚变原子然后我们就没事了。但有什么问题呢？因为这听起来好得令人难以置信。

有几个问题。首先，进行聚变所需的材料不仅仅是普通的氢和氦。它们不像裂变材料那样存在核扩散问题，但其中一些材料非常稀有且难以找到。聚变中最常用的两种氢是氘和氚。氚很稀有。如果我们无法获得足够的氚，可以使用氦 - 3，它是氦的一种，也很稀有。社区中对于什么是最好的聚变材料、哪些可以扩展到为数百万人服务存在争议。

但最重要的问题是它还没有按照我们需要的方式工作。我们人类所做的所有聚变方法，需要的电力比从中获得的电力还要多。这就是能源的要点。

然而，这是针对那些对我们在核聚变方面研究了多长时间感到愤世嫉俗的人的：听起来好得令人难以置信，对吧？

在 1600 年代后期，一次充电可以携带能量，但直到 1800 年代我们才弄清楚如何使用它。这比我们一直在致力于聚变的时间还长，很多人在那期间称其为无用的白日梦。而今天实现核聚变的紧迫性不能再高了，确实需要关注气候变化。聚变可能是满足我们能源需求的答案。

聚变具有巨大的潜力。拥有可能非常便宜的能源会产生什么社会影响？显然我们人类非常擅长以不同的方式霸占资源和把关，但我真的希望这可以成为一个开始，不再那么难以获得能量。

它会改变你的思维方式，这是非常深刻的。想象一下，如果你不必权衡能源成本，你可以做什么。想象一下你可以减少多少人类遭受的苦难，然后除此之外，你可以尝试让人们的生活更美好。

而这份看似遥不可及的梦想，正在中国的土地上一步步照进现实。核聚变装置最难攻克的关卡之一，就是要同时扛住上亿摄氏度的高温与接近绝对零度的极寒，对材料的要求堪称极端苛刻。

而我们突破的 CHSN01 超级钢，正是攻克了这一曾被断言 “绝对不可能” 的难题，它在零下 269 摄氏度的极寒环境下性能远超国际通用材料，顺利通过聚变装置全生命周期的疲劳测试，如今已全面应用于合肥 BEST 紧凑型聚变堆的建设中。

曾经被质疑的技术，我们只用了八年就完成了逆袭。全球聚变赛道的竞速早已开启，而中国，已经稳稳跑到了前面。对我来说，这不仅仅是研究核聚变的一个原因，更是我们持续投入、让终极能源梦想成为现实的最强底气。