在地球上创造星星的 3 种方法

去年秋天，洛克希德马丁公司公布了一种新型核聚变反应堆设计，声称该反应堆可以在十年内为家庭和汽车提供电力。这种过于乐观的说法让人想起了那句老话：核聚变只需 10 年就能实现……而且永远如此。不过，实验表明我们正在越来越接近目标。

从理论上讲，核聚变很简单。从水和锂中提取氢同位素，将燃料加热到数百万度（摄氏或华氏度无关紧要），从而产生难以捉摸的物质第四态：等离子体。然后原子核移动得越来越快，直到它们碰撞并聚变，形成氦并释放能量。就这样！无限的清洁能源。

但实际上，这并不那么容易。除非等离子体不断受到挤压和加热，迫使原子核聚集在一起，否则反应会扩散到虚无之中——很难容纳类似恒星中心的东西。尽管如此，如今已有十多个团队竞相创造可持续的聚变反应。这三种策略引领了这一潮流。

1. 大型磁铁限制等离子体

今年，位于法国的 35 个国家参与的大型项目 ITER 将开始建设。ITER 是一个环形、发电厂大小的反应堆，它将在磁场内进行聚变反应，并通过金属壁吸收能量。科学家希望在未来十年内进行一次试验规模的反应。

2. 紧凑型反应堆中的反射壁

在洛克希德的设计中，一排磁线圈形成一道反射壁来容纳等离子体。该公司的小型反应堆使科学家能够比使用 ITER 大小的反应堆更灵活地调整实验装置。洛克希德表示，它已经启动了 200 次反应堆，但不会发布任何数据——因此这些尝试是否成功还有待观察。如果成功了，那么不久我们可能都会开上真正的福特 Fusions。

3. 激光引发的微爆炸

在国家点火装置，科学家们以不同的方式研究核聚变。他们向 BB 大小的固体氘氚珠发射数十束激光。在十亿分之一秒内，氢基燃料会坍缩成致密的等离子体，并爆发出一股能量。去年，科学家们首次实现了净正核聚变反应，这意味着他们从等离子体中获得的能量略多于他们投入的能量。

寻找无限能源的死胡同

• 列奥纳多·达芬奇曾宣称永动机是无稽之谈，堪比炼金术。但这只是在他尝试制造一台永动机之后。他的笔记本上写满了失败的尝试。
• 1989 年，化学家马丁·弗莱施曼 (Martin Fleischmann) 和斯坦利·庞斯 (Stanley Pons) 声称他们利用廉价的实验室用品实现了冷聚变，即室温下的聚变反应。但至今无人能够重现这一过程。
• 2005 年，医生兰德尔·米尔斯声称他已经制造出氢燃料，其能量是煤炭的 1,000 倍。但物理学家认为，它们的存在本身就违反了量子力学定律。

本文最初发表于 2015 年 4 月的《大众科学》杂志，标题为“在地球上创造星星的三种方法”。