由于能源的限制 ， 人类很难走出太阳系 ， 甚至是地球 。 未来只有能源革命才能改变这一切 。 而各国也不约而同地把未来的能源发展方向放在了“可控核聚变”上 。
我国新一代的可控核聚变装置“环流器二号M”实现了一次技术大飞跃 ， 成功进行发电 ， 这意味着我国在可控核聚变技术领域走向了世界前列 。
而嫦娥五号也正在执行把“月球土壤”带回到地球上的任务 ， 要知道月球上富含“氦-3” ， 这是很好的核聚变材料 。
这两个科学的重大进步 ， 是不是意味着未来我国可以在月球上建立可控核聚变的核电站了？
这回我们就来聊一聊这个话题 。
可控核聚变
要了解这个问题之前 ， 我们首先要搞清楚核聚变到底是什么？
物质本质上都是由原子构成 ， 而原子则是由原子核和电子构成 。 不同的原子 ， 原子核的大小不同 。 核聚变说白了就是把几个小原子核合并成大原子核 ， 反应前后 ， 会有质量的损失 ， 这部分质量损失可以以能量的形式释放出来 ， 满足爱因斯坦的质能等价理论 。 通过质能方程计算就会发现 ， 即便是损失的质量再少 ， 释放出来的能量都很可观 。
不过 ， 在核聚变过程中 ， 由于原子核都是带正电的 ， 因此存在着库伦斥力 ， 这会阻碍反应的发生 ， 这需要很大的能量跨越库仑势垒 。 于是 ， 一般要促发核聚变反应都需要一个超高温的环境 ， 这个温度至少要上亿度 。 最常见的核聚变是氢核聚变 ， 也就是氢弹的原理 。
科学家是首先引爆一颗原子弹 ， 通过原子弹来引爆氢弹 。 但是氢弹释放能量的速度很快 ， 一下子炸得渣都不剩 ， 所以没有办法利用 。 可控核聚变说白了就是要让这个核聚变释放能量的过程变得缓慢一些 。
中国环流器二号M
要实现可控核聚变反需要满足两个十分苛刻的条件：创造极高的温度和实现充分的约束 。
极高的温度条件是核聚变反应的前提 ， 如果做不到 ， 就没有办法触发核聚变反应 。 而物质在极高温度状态下 ， 会呈现出等离子态 。 所谓等离子态是指：电子由于获得足够大的能量摆脱了原子核的束缚 ， 物质就好像是原子核 ， 电子 ， 光子交织在一起的粥一样 。
【可控核聚变|我国可控核聚变领先世界，第一个在月球建核聚变发电站会是我国吗】如果要实现核聚变反应就得让核聚变反应的原料维持高温等离子状态下相当长的时间 ， 使得这些等离子体可以发生核聚变反应 ， 这也就是为什么要实现的充分约束 。
科学家想到的了两个办法 ， 一个是用激光来约束 ， 一个是用磁场来约束 。
我国的“环流器二号M”采用的是磁场来约束 。 由于等离子体都是带电粒子 ， 带电粒子在磁场作用下会因为洛伦兹力发生偏转 ， 做圆周运动 ， 所以就可以利用磁场来控制等离子体 ， 实现充分的约束 。
利用这个原理 ， 中国的科学家制造了一个装置 ， 我们把这个装置叫做托卡马克装置 。 这个装置可以把高温等离子体束缚在一个环形容器里 ， 这样就可以使等离子体发生核聚变反应 。
“环流器二号M”不仅做到了磁约束 ， 同时还实现了放电 。 而月球上富含氦-3 ， 这是核聚变反应理想的原料 ， 但是这个材料在地球上少得可怜 ， 而在月球表面却有大量的资源 ， 因此探月计划中的一个很重要任务 ， 就是研究月球上氦-3的储量以及如何开采 。
有了这些技术之后 ， 是不是意味着未来我国可以在月球上建设可控核聚变发电站呢？
月球上建核电站？
客观地说 ， 我们距离修建一座核聚变发电站还有很长的路要走 。 虽然“环流器二号M”已经做到了可以放电 ， 但这并不意味着它已经可以发电了 。 这个装置说白了还是一个封闭系统 ， 如何源源不断地让“环流器二号M”的能量释放出来还是一个难题 。 其次 ， 要建造核电站还需要配套设施 ， 传统的发电站都是利用蒸汽 ， 说白了就是要把水煮开 。
不仅如此 ， “环流器二号M”目前能够达到的温度是一亿度 ， 但是要促发氦-3核聚变反应的温度要比氘-氘核聚变反应所以需要的温度（1.5亿度）还要高 ， 一亿度是远远不够的 ， 因此 ， 如何“环流器二号M”升高到足够进行氦-3可控核聚变反应也是一个难题 。
最后 ， 还有氦-3的提取也是一个难题 ， 我们需要把月球的土壤加热到700度以上 ， 才能够提取到氦-3 ， 在地球上实现这个事情还是相对容易的 ， 但是在月球上如何实现提取氦-3也是一个难题 。
因此 ， 人类距离在月球上建设一座核聚变发电站还有很长的路要走 。 不过 ， “环流器二号M”实现放电已经让我们走在了可控核聚变反应技术的前列 。 如果这种优势继续保持下去 ， 或许未来我们会成为在月球上建设第一座可控核聚变发电站的国家 。
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