摘要：試用愛因斯坦的質能公式闡述核變原理， 并用此破解能源危機， 根據現有的技術情況， 分析現有核變可控應用的利弊， 對核聚變可控提出研究問題的思路。
關鍵詞：能量危機； 核變； 可控核聚變； 思路；
從能源結構來看：有機械能、化學能和核能等三種?，F有的機械能 （如水能、風能、畜力等） 和化學能 （煤炭、石油、天然氣、可燃冰、生物能等） 不能滿足現代化的需要， 而核能 （太陽能、核聚變能、核裂變能等） 才剛起步， 并且有很多的技術難關至今未能解決， 如核聚變能的應用。本人試對核能的形成現象進行闡述， 為新能源 （如核能等） 開發尋找一種捷徑的方法。
從愛因斯坦的質能方程 （E=m×C2, E是能量， m是質量， C是光速 （約為30萬km/s） ） .可知：能量和質量是互相轉換的， 因此， 元素周期表各元素因質量不同， 其所涵蘊的能量不同， 所獲得的核變能量也不同。在核變中， 只有外界的能量打破元素離子體的結合能 （俗稱核鍵能） , 才能引起元素核變， 其能量一般包涵有三種， 即形成的各種射線 （如α射線、β射線、γ射線等） 的幅射能、形成新元素的質量能 （包括其原子、中子、電子等粒子結合在一起的結合能、萬有引力能、場能及鍵能） 、釋放能量和光 （波） 子、中微子、中子 （有的核變吸收能量、中子和光 （波） 子） 等粒子等等。元素原子質量越大， 蘊藏結合能就越大， 反之， 其蘊藏結合能就越小。要打破原子核結合能， 須用的中子 （粒子） 穿過電子層對其原子核進行撞擊， 特別是輕原子核， 必要時采用核裂變下產生的高溫高壓高速中子 （粒子） 對其原子核沖擊后才能打破結合能， 形成核變。在能源應用上， 我們需尋找可使用的核能元素必須在自然界中蘊藏量較大或人工可以合成的， 且核變時能釋放大量能量和放出多個中子 （粒子） 的核變， 其原因是： （1） 釋放大量能量促使新元素 （包括惰性氣體等） 升溫升壓對外做功以及與其它物質進行能量交換； （2） 釋放的能量保持核變元素始終處于高溫高壓的裂變條件； （3） 釋放出多個中子 （粒子） 能夠使元素的核變進行鏈式反應； （4） 其所獲得的核變元素材料的單位成本不高， 對人類危害較少。如能有效的控制核變速度， 使其按照人類的意愿進行能量的釋放， 則是人類解決能源方案的關鍵。核變分為核裂變和核聚變。下面本人重點對核變可控進行闡述：
核裂變是由熱中子 （粒子） 進入有奇數中子的原子核內時， 裂變就有可能發生。重核分裂時產生兩個較小的核和兩個或更多個的中子 （粒子） 以及許多能量。從能源上看， 原子序數在30~63之間的元素在元素周期表中有較大的質量虧損， 這就意味著裂變所產生的兩個核元素都在原子序數為30~63之間的元素時所放出的能量 （其質量虧損量的能量） 較大。另外在同一電子層中， 惰性氣體所含結合能的萬有引力 （電子與核子間的萬有引力） 最大， 其原子核外的電子層處于比較穩定狀態， 不易被剝奪， 幾乎不與其它元素參加化學反應， 它是以單個原子存在， 易以氣體形式存在， 因此， 核裂變中所生成的元素首先是原子序數為30~63之間比較穩定的惰性氣體元素。例如慢速的熱中子 （粒子） 撞擊重核時， 會發生裂變， 在核裂變中， 會放出原子序數在30~63之間的比較穩定地惰性氣體元素和比惰性氣體元素較小的核質量虧損較大的元素等兩個新元素， 以及放出射線和2~3個中子 （粒子） , 釋放出巨大的能量 （在條件充足的情況下會獲得能量最大） , 在釋放能量和中子滿足核變要求的情況下， 會形成核變鏈式反應， 即重核重量達到一定程度時， 因鏈式反應而形成核爆炸。在核裂變中需要注意的是：撞擊裂變重核的中子速度過快， 會被重核元素俘獲而形成變異重核或形成更重的重核 （其在一定的催化元素和能量下） , 并吸收能量， 不能形成鏈式反應的核裂變， 而形成吸能核聚變。若核變生成的元素的原子序數小于30時， 因質量虧損回彈而造成釋放能量較小， 甚至是吸收能量， 也不易形成核能鏈式反應。
核聚變在能源應用上， 一般使用熱核反應。熱核反應是由物質達到幾百萬度 （指攝氏度） 以上的高溫時， 原子的核外電子已經完全脫離， 成為等離子體， 此時離子體輕元素的原子核就具有足夠的能量， 克服相互間結合能的庫侖斥力， 在相互碰撞中接近到可以發生核聚變能量的條件， 若再有高速中子 （粒子） 撞擊離子體輕元素的原子核來催化， 則其捕捉中子 （粒子） 而發生聚變反應， 從而形成比其重的原子核元素， 也放出大量的核能 （質量虧損的能量） 以及中子、中微子、光 （波） 子等， 例如：太陽中的核聚變， 氫 （包括同位素） 在1500萬℃和2000億個大氣壓高溫高壓以及中子 （粒子） 撞擊下， 就可聚變成氦， 并由氦聚變成碳， 再由碳聚變成更重的原子核元素， 直到核子結合最緊密的原子核鐵元素 （其原子序號為26） , 并釋放出巨大的能量。要聚變成元素鐵以后的元素因放出的能量不足或需要吸收能量和中子 （粒子） , 不易形成核鏈式反應。需要說明的是：核聚變成鐵元素的同時極易形成原子序數為27~29 （鈷、鎳、銅等） 元素及以后元素等符帶元素， 直至生成到最高的符帶鉛元素 （其原子序號為82） , 因其吸收能量和中子 （粒子） 常使核聚變中斷， 不易形成核鏈式反應。
從上可以看出：在產生能量的核反應中 （包括核聚變和核裂變） , 核聚變最終產物是鐵 （原子序數26） , 核裂變最終產物是原子序數為30~63的元素， 若以原子序數30為界則是鋅。由于原子序數在26~30之間的元素處于元素周期表中的過渡元素的第VIIIB族 （如鐵鈷鎳等） 和第IB族 （如銅） 、第IIB族 （如鋅） , 其外層電子層基本處于飽合和穩定狀態 （其外兩層的電子層分布為：鐵 （26Fe） , 3d64s2、鈷 （27Co） , 3d74s2、鎳 （28Ni） , 3d84s2、銅 （29Cu） , 3d104s1、鋅 （30Zn） , 3d104s2等） , 其核結合能相對較大， 因此， 質量虧損不較大， 同時， 其比結合能較大， 是很難打破的原子核。所以， 在元素周期表中， 是以原子序數26為界， 原子序數小于鐵元素 （26） 為輕元素， 大于鐵元素 （26） 為重元素。對于輕元素來說， 越小原子序數， 所含比結合能 （注：比結合能是結合能除以核子數之值） 越小， 對于重元素來說， 越大原子序數， 所含比結合能也越小。由于重元素的質量比較重， 其所含的結合能也較大， 當比結合能 （俗稱單元核鍵能約束原子力） 很小時， 只要外界給予一個能量 （如受到一個慢速中子碰撞時） , 就能產生核裂變， 產生巨大的能量， 因此， 只要我們利用原子中的比結合能較小的元素進行核變， 我們就能在安全的情況下以最小的成本得到核能。另外， 也從愛因斯坦的質能方程 （E=m×C2） 可知：元素周期表中， 各元素以質量形式儲藏著 （E=m×C2） 的能量， 并且元素之間在一定的條件下 （如高溫高壓和中子 （粒子） 沖擊下產生的核聚變或核裂變等） 可以互相轉換的， 根據此情況， 甚至于有人說：只要給予能量， 就可以造出所需的元素和物質， 另外， 世界上所有的物質和元素都可以轉變成我所需的能量。所以， 各元素所儲藏著總的能量是由質量能、萬有引力能和場能 （俗稱環境 （如周圍的溫度、壓強、介質傳導等） 狀態能） 組成， 對其能量特別是核能 （結合能） 是取之不盡的。
在核變中， 只有可控核變， 才能為我所用?，F在， 核裂變是采用碳棒 （或重水） 來控制其反應速度， 在各國中已建有幾百座核裂變電站。但是， 因核裂變電站中核裂變的原料 （如鈾、钚等） 和核裂變產物都有較強的放射性甚至有劇毒， 其核輻射會對人造成傷害， 加之， 核裂變鈾礦資源有限， 濃度較低， 需要用離心機濃縮鈾才成為核裂變的原料， 且足夠多的高濃度的鈾放在一起， 空氣中的中子就足以引發鏈式反應， 立刻爆炸， 對核裂變原料儲存安全和廢料處理都存在問題。而對于核聚變能應用來說， 因核聚變能的可控問題還沒有解決， 至今未能應用到現代建設中去?，F在， 主要還是應用在國防軍事上， 如氫彈等， 對氫彈來講其是用原子彈引爆的， 先用裂變達到聚變條件， 再通過聚變放出更大的能量。由于核聚變點火起點較高和核聚變后產生巨大的能量， 例如：在太陽中心， 氫 （包括同位素） 可以在1500萬℃的高溫和2000億個大氣壓的高壓下才聚變成氦。而在地球上沒有那么高的壓強， 要發生聚變， 溫度就只好更高， 達到上億度， 核聚變后的溫度和壓強就更高了。因此， 要想實現可控的核聚變， 必須解決三個問題： （1） 如何將聚變材料加熱到幾百萬度以上溫度 （如太陽聚變1500萬℃或無高壓時達上億度等） 的溫度？ （2） 用什么容器 （反應鼎） 來裝聚變材料反應前后這么高的壓力和溫度？ （3） 如何把熱核聚變轉化為冷核聚變。若把核聚變反應堆 （包括核聚變快中子反應堆） 看成一個火爐， 則上述的第一個問題就相當于“怎么點火”, 第二個問題相當于“怎么保證不把爐子燒穿”, 第三個問題也相當于怎樣使點火的條件降低？上述問題在技術上均有突破。在第一個問題上， 我國中科院在合肥等地先后建成HT-7中型超導托卡馬克， HL-2A大中型常規導體托卡馬克和“實驗的先進的超導的托卡馬克”, 簡稱EAST, 其中， HL-2A最高溫度已達5500萬℃， 還沒有達到應用要求。在核聚變點火上， 一般采用核裂變點火、高溫高壓點火、激光束點火、快速中子 （粒子） 點火、高壓電弧點火、高頻高磁點火或其混合點火等點火方法。由于核聚變的原料在點火時， 已處于氣化 （氣體） 狀態， 還需要對其進行約束， 現有約束方法有： （1） 磁場約束法。把聚變燃料加熱等離子體 （原子核和電子分離， 都可以自由流動， 即將作為反應體的氘-氚混合氣體加熱到等離子態， 也就是溫度足夠高到使得電子能脫離原子核的束縛， 讓原子核能自由運動， 這時才可能使裸露的原子核發生直接接觸， 這就需要達到大約10萬℃的高溫） , 用超強磁場約束等離子體， 讓它們懸空高速旋轉， 不跟容器直接接觸， 再點火聚變。EAST等托卡馬克裝置， 走的就是這條路。 （2） 慣性約束法。把聚變燃料放在一個彈丸內部 （如：把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體， 裝入直徑約幾毫米的小球內等） , 用超強激光照射彈丸， 瞬間達到高溫， 彈丸外壁蒸發掉， 并把核燃料向內擠壓， 形成點火聚變。美國的“國家點火裝置”撞擊和中國的“神光三號”等實驗裝置， 走的就是這條路。 （3） 吸附約束法。利用鈀可以大量吸收氘氣 （氫的同位素） 的特性制作核聚變燃料棒進行約束， 用快速不帶電中子 （注：因中子不帶電， 具有磁矩， 且穿透性強， 可用高頻強磁進行加速， 同時， 在對撞時， 電子在超高壓下無路可逃， 被壓入了原子核， 跟質子結合生成了中子， 是理想的原子核核變及其鏈式反應的催化物） 穿越電子層和約束材料層， 對氘核鈀棒撞擊， 來克服強大的原子核靜電斥力， 使核燃料原子核間距離達到要求 （因所有原子核都帶正電， 按照“同性相斥”原理， 兩個原子核要聚到一起， 必須克服強大的靜電斥力。兩個原子核之間靠得越近， 靜電產生的斥力就越大。只有它們之間互相接近的距離達到大約萬億分之三毫米時， 核力 （強作用力） 才會伸出強有力的手， 把它們拉到一起， 從而放出巨大的能量） , 形成點火聚變。核聚變快速中子反應堆等實驗裝置， 走的就是這條路。對于第二個問題， 中國已研制盛放超過1億度的聚變燃料的容器， 它是用三種材料 （特殊高純度金屬鈹、銦合金、不銹鋼等） 組成的三明治結構和經過特殊處理使三種材料緊密結合的工藝。在不燒穿爐子的情況下實現點火和室內核聚變前進了一步。而第三個關于提高點火靈敏度的問題， 主要是從原料的純度、密度和配比研究比較多， 如利用濃縮或提煉提高氫 （包括氫的同位素） 純度、氘和氚等氣體混合比例、氘和鋰的配合比例、鈀對氘的吸收量、核裂變材料和核聚變材料的混合量等等， 并利用高溫高壓高約束和加入催化元素或化合物提高點火靈敏度。在以加快中子或粒子速度來實現與聚變原料在高溫高壓高速下進行對撞聚變等研究方面， 已研究出適應對撞配套設備各種裝置， 如中國科學研究院蘭州物理分院重離子加速器、快循環質子同步加速器、北京高能物理研究所正負電子離子對撞機、廣東東莞物理所能產生高通量中子源的中國散裂中子源和部分歐美國家中子 （或粒子） 加速強子對撞機等。上述工作中比較成熟的成果還是高溫高壓和提高核聚變原料的密度以及合理的配合比上， 因此， 要實現核聚變能利用， 還有一段距離?，F在， 可控核聚變的研究方面：我國在新材料上和裝置上已領先一步， 其它國家和組織， 如：日本、韓國、俄羅斯、美國、印度和歐盟等也進行相應的研究， 但近期因受國際環境的影響， 研究進度比較緩慢， 甚至在有些項目上處于停滯不前狀態。不管如何， 我們只要在國際社會的共同努力下， 不久的將來， 會突破核聚變可控的瓶頸。
核聚變屬于既干凈又安全的能源。原因是： （1） 它不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射， 不會產生核廢料等污染環境的放射性物質， 基本不污染環境， 當然也不產生溫室氣體， 是比較干凈的。 （2） 核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行， 也是比較安全的。同時， 在地球上蘊藏的核聚變能的原料遠比核裂變能的原料豐富得多。據測算， 每升海水中含有0.03g氘， 所以地球上僅在海水中就有45萬億t氘。1L海水中所含的氘， 經過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍， （注：1kg鈾238核裂變能產生的能量相當于2500t標準煤） , 可以說是取之不竭的能源。因此， 只要我們解決了核聚變可控問題， 我們就可做到： （1） 可控核聚變實現， 就實現核聚變發電， 為現代文明建設提供源源不斷的動力； （2） 可控核聚變實現為直接開發無工質聚變發動機提供基礎， 它是星際航行唯一可靠的能源， 也為液體上航行、液體中潛行、空中飛翔物和高速列車連續不斷地運行提供移動巨大動力， 更為防止核滅亡而建造的地下封閉空間， 提供人類生活循環小環境和活動所需能量； （3） 可控核聚變實現， 為人類尋找所需合成元素、新的化合物、人造食物提供條件； （4） 可控核聚變實現， 為國防建設、保衛人類文明提供保障； （5） 可控核聚變實現， 為人類改變自身的居住環境打下基礎。
綜合上述， 在保證人類安全的情況下， 使用取之不盡的核聚變原料氫 （包括其同位素） 作為能源， 才是人類解決能源的關鍵。而能實現核聚變發電， 關鍵是核聚變可控技術， 核聚變可控技術的關鍵則是原料瞬間提升到點火溫度和降低點火溫度技術 （包括核聚變引藥子技術） 以及其反應容器耐高溫高壓技術?，F在， 在各國協同作戰下， 已取得較大的成果， 距離核聚變能利用的目標已經為期不遠了， 看到了署光。只有各國繼續在國際組織下， 按照正確的思路和既定目標， 利用各國各自的優勢， 即分工又合作， 發揚前仆后繼的精神， 才能在不久將來攻克核聚變可控技術最后難關， 化解能源危機， 為人類提供取之不盡的能源， 使中國夢和人類夢得以實現。
參考文獻
[1]厲樺楠。我國能源資源利用效率評價及對策建議[J].山東社會科學， 2017 （09） .
關鍵詞：能量危機； 核變； 可控核聚變； 思路；
從能源結構來看：有機械能、化學能和核能等三種?，F有的機械能 （如水能、風能、畜力等） 和化學能 （煤炭、石油、天然氣、可燃冰、生物能等） 不能滿足現代化的需要， 而核能 （太陽能、核聚變能、核裂變能等） 才剛起步， 并且有很多的技術難關至今未能解決， 如核聚變能的應用。本人試對核能的形成現象進行闡述， 為新能源 （如核能等） 開發尋找一種捷徑的方法。
從愛因斯坦的質能方程 （E=m×C2, E是能量， m是質量， C是光速 （約為30萬km/s） ） .可知：能量和質量是互相轉換的， 因此， 元素周期表各元素因質量不同， 其所涵蘊的能量不同， 所獲得的核變能量也不同。在核變中， 只有外界的能量打破元素離子體的結合能 （俗稱核鍵能） , 才能引起元素核變， 其能量一般包涵有三種， 即形成的各種射線 （如α射線、β射線、γ射線等） 的幅射能、形成新元素的質量能 （包括其原子、中子、電子等粒子結合在一起的結合能、萬有引力能、場能及鍵能） 、釋放能量和光 （波） 子、中微子、中子 （有的核變吸收能量、中子和光 （波） 子） 等粒子等等。元素原子質量越大， 蘊藏結合能就越大， 反之， 其蘊藏結合能就越小。要打破原子核結合能， 須用的中子 （粒子） 穿過電子層對其原子核進行撞擊， 特別是輕原子核， 必要時采用核裂變下產生的高溫高壓高速中子 （粒子） 對其原子核沖擊后才能打破結合能， 形成核變。在能源應用上， 我們需尋找可使用的核能元素必須在自然界中蘊藏量較大或人工可以合成的， 且核變時能釋放大量能量和放出多個中子 （粒子） 的核變， 其原因是： （1） 釋放大量能量促使新元素 （包括惰性氣體等） 升溫升壓對外做功以及與其它物質進行能量交換； （2） 釋放的能量保持核變元素始終處于高溫高壓的裂變條件； （3） 釋放出多個中子 （粒子） 能夠使元素的核變進行鏈式反應； （4） 其所獲得的核變元素材料的單位成本不高， 對人類危害較少。如能有效的控制核變速度， 使其按照人類的意愿進行能量的釋放， 則是人類解決能源方案的關鍵。核變分為核裂變和核聚變。下面本人重點對核變可控進行闡述：
核裂變是由熱中子 （粒子） 進入有奇數中子的原子核內時， 裂變就有可能發生。重核分裂時產生兩個較小的核和兩個或更多個的中子 （粒子） 以及許多能量。從能源上看， 原子序數在30~63之間的元素在元素周期表中有較大的質量虧損， 這就意味著裂變所產生的兩個核元素都在原子序數為30~63之間的元素時所放出的能量 （其質量虧損量的能量） 較大。另外在同一電子層中， 惰性氣體所含結合能的萬有引力 （電子與核子間的萬有引力） 最大， 其原子核外的電子層處于比較穩定狀態， 不易被剝奪， 幾乎不與其它元素參加化學反應， 它是以單個原子存在， 易以氣體形式存在， 因此， 核裂變中所生成的元素首先是原子序數為30~63之間比較穩定的惰性氣體元素。例如慢速的熱中子 （粒子） 撞擊重核時， 會發生裂變， 在核裂變中， 會放出原子序數在30~63之間的比較穩定地惰性氣體元素和比惰性氣體元素較小的核質量虧損較大的元素等兩個新元素， 以及放出射線和2~3個中子 （粒子） , 釋放出巨大的能量 （在條件充足的情況下會獲得能量最大） , 在釋放能量和中子滿足核變要求的情況下， 會形成核變鏈式反應， 即重核重量達到一定程度時， 因鏈式反應而形成核爆炸。在核裂變中需要注意的是：撞擊裂變重核的中子速度過快， 會被重核元素俘獲而形成變異重核或形成更重的重核 （其在一定的催化元素和能量下） , 并吸收能量， 不能形成鏈式反應的核裂變， 而形成吸能核聚變。若核變生成的元素的原子序數小于30時， 因質量虧損回彈而造成釋放能量較小， 甚至是吸收能量， 也不易形成核能鏈式反應。
核聚變在能源應用上， 一般使用熱核反應。熱核反應是由物質達到幾百萬度 （指攝氏度） 以上的高溫時， 原子的核外電子已經完全脫離， 成為等離子體， 此時離子體輕元素的原子核就具有足夠的能量， 克服相互間結合能的庫侖斥力， 在相互碰撞中接近到可以發生核聚變能量的條件， 若再有高速中子 （粒子） 撞擊離子體輕元素的原子核來催化， 則其捕捉中子 （粒子） 而發生聚變反應， 從而形成比其重的原子核元素， 也放出大量的核能 （質量虧損的能量） 以及中子、中微子、光 （波） 子等， 例如：太陽中的核聚變， 氫 （包括同位素） 在1500萬℃和2000億個大氣壓高溫高壓以及中子 （粒子） 撞擊下， 就可聚變成氦， 并由氦聚變成碳， 再由碳聚變成更重的原子核元素， 直到核子結合最緊密的原子核鐵元素 （其原子序號為26） , 并釋放出巨大的能量。要聚變成元素鐵以后的元素因放出的能量不足或需要吸收能量和中子 （粒子） , 不易形成核鏈式反應。需要說明的是：核聚變成鐵元素的同時極易形成原子序數為27~29 （鈷、鎳、銅等） 元素及以后元素等符帶元素， 直至生成到最高的符帶鉛元素 （其原子序號為82） , 因其吸收能量和中子 （粒子） 常使核聚變中斷， 不易形成核鏈式反應。
從上可以看出：在產生能量的核反應中 （包括核聚變和核裂變） , 核聚變最終產物是鐵 （原子序數26） , 核裂變最終產物是原子序數為30~63的元素， 若以原子序數30為界則是鋅。由于原子序數在26~30之間的元素處于元素周期表中的過渡元素的第VIIIB族 （如鐵鈷鎳等） 和第IB族 （如銅） 、第IIB族 （如鋅） , 其外層電子層基本處于飽合和穩定狀態 （其外兩層的電子層分布為：鐵 （26Fe） , 3d64s2、鈷 （27Co） , 3d74s2、鎳 （28Ni） , 3d84s2、銅 （29Cu） , 3d104s1、鋅 （30Zn） , 3d104s2等） , 其核結合能相對較大， 因此， 質量虧損不較大， 同時， 其比結合能較大， 是很難打破的原子核。所以， 在元素周期表中， 是以原子序數26為界， 原子序數小于鐵元素 （26） 為輕元素， 大于鐵元素 （26） 為重元素。對于輕元素來說， 越小原子序數， 所含比結合能 （注：比結合能是結合能除以核子數之值） 越小， 對于重元素來說， 越大原子序數， 所含比結合能也越小。由于重元素的質量比較重， 其所含的結合能也較大， 當比結合能 （俗稱單元核鍵能約束原子力） 很小時， 只要外界給予一個能量 （如受到一個慢速中子碰撞時） , 就能產生核裂變， 產生巨大的能量， 因此， 只要我們利用原子中的比結合能較小的元素進行核變， 我們就能在安全的情況下以最小的成本得到核能。另外， 也從愛因斯坦的質能方程 （E=m×C2） 可知：元素周期表中， 各元素以質量形式儲藏著 （E=m×C2） 的能量， 并且元素之間在一定的條件下 （如高溫高壓和中子 （粒子） 沖擊下產生的核聚變或核裂變等） 可以互相轉換的， 根據此情況， 甚至于有人說：只要給予能量， 就可以造出所需的元素和物質， 另外， 世界上所有的物質和元素都可以轉變成我所需的能量。所以， 各元素所儲藏著總的能量是由質量能、萬有引力能和場能 （俗稱環境 （如周圍的溫度、壓強、介質傳導等） 狀態能） 組成， 對其能量特別是核能 （結合能） 是取之不盡的。
在核變中， 只有可控核變， 才能為我所用?，F在， 核裂變是采用碳棒 （或重水） 來控制其反應速度， 在各國中已建有幾百座核裂變電站。但是， 因核裂變電站中核裂變的原料 （如鈾、钚等） 和核裂變產物都有較強的放射性甚至有劇毒， 其核輻射會對人造成傷害， 加之， 核裂變鈾礦資源有限， 濃度較低， 需要用離心機濃縮鈾才成為核裂變的原料， 且足夠多的高濃度的鈾放在一起， 空氣中的中子就足以引發鏈式反應， 立刻爆炸， 對核裂變原料儲存安全和廢料處理都存在問題。而對于核聚變能應用來說， 因核聚變能的可控問題還沒有解決， 至今未能應用到現代建設中去?，F在， 主要還是應用在國防軍事上， 如氫彈等， 對氫彈來講其是用原子彈引爆的， 先用裂變達到聚變條件， 再通過聚變放出更大的能量。由于核聚變點火起點較高和核聚變后產生巨大的能量， 例如：在太陽中心， 氫 （包括同位素） 可以在1500萬℃的高溫和2000億個大氣壓的高壓下才聚變成氦。而在地球上沒有那么高的壓強， 要發生聚變， 溫度就只好更高， 達到上億度， 核聚變后的溫度和壓強就更高了。因此， 要想實現可控的核聚變， 必須解決三個問題： （1） 如何將聚變材料加熱到幾百萬度以上溫度 （如太陽聚變1500萬℃或無高壓時達上億度等） 的溫度？ （2） 用什么容器 （反應鼎） 來裝聚變材料反應前后這么高的壓力和溫度？ （3） 如何把熱核聚變轉化為冷核聚變。若把核聚變反應堆 （包括核聚變快中子反應堆） 看成一個火爐， 則上述的第一個問題就相當于“怎么點火”, 第二個問題相當于“怎么保證不把爐子燒穿”, 第三個問題也相當于怎樣使點火的條件降低？上述問題在技術上均有突破。在第一個問題上， 我國中科院在合肥等地先后建成HT-7中型超導托卡馬克， HL-2A大中型常規導體托卡馬克和“實驗的先進的超導的托卡馬克”, 簡稱EAST, 其中， HL-2A最高溫度已達5500萬℃， 還沒有達到應用要求。在核聚變點火上， 一般采用核裂變點火、高溫高壓點火、激光束點火、快速中子 （粒子） 點火、高壓電弧點火、高頻高磁點火或其混合點火等點火方法。由于核聚變的原料在點火時， 已處于氣化 （氣體） 狀態， 還需要對其進行約束， 現有約束方法有： （1） 磁場約束法。把聚變燃料加熱等離子體 （原子核和電子分離， 都可以自由流動， 即將作為反應體的氘-氚混合氣體加熱到等離子態， 也就是溫度足夠高到使得電子能脫離原子核的束縛， 讓原子核能自由運動， 這時才可能使裸露的原子核發生直接接觸， 這就需要達到大約10萬℃的高溫） , 用超強磁場約束等離子體， 讓它們懸空高速旋轉， 不跟容器直接接觸， 再點火聚變。EAST等托卡馬克裝置， 走的就是這條路。 （2） 慣性約束法。把聚變燃料放在一個彈丸內部 （如：把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體， 裝入直徑約幾毫米的小球內等） , 用超強激光照射彈丸， 瞬間達到高溫， 彈丸外壁蒸發掉， 并把核燃料向內擠壓， 形成點火聚變。美國的“國家點火裝置”撞擊和中國的“神光三號”等實驗裝置， 走的就是這條路。 （3） 吸附約束法。利用鈀可以大量吸收氘氣 （氫的同位素） 的特性制作核聚變燃料棒進行約束， 用快速不帶電中子 （注：因中子不帶電， 具有磁矩， 且穿透性強， 可用高頻強磁進行加速， 同時， 在對撞時， 電子在超高壓下無路可逃， 被壓入了原子核， 跟質子結合生成了中子， 是理想的原子核核變及其鏈式反應的催化物） 穿越電子層和約束材料層， 對氘核鈀棒撞擊， 來克服強大的原子核靜電斥力， 使核燃料原子核間距離達到要求 （因所有原子核都帶正電， 按照“同性相斥”原理， 兩個原子核要聚到一起， 必須克服強大的靜電斥力。兩個原子核之間靠得越近， 靜電產生的斥力就越大。只有它們之間互相接近的距離達到大約萬億分之三毫米時， 核力 （強作用力） 才會伸出強有力的手， 把它們拉到一起， 從而放出巨大的能量） , 形成點火聚變。核聚變快速中子反應堆等實驗裝置， 走的就是這條路。對于第二個問題， 中國已研制盛放超過1億度的聚變燃料的容器， 它是用三種材料 （特殊高純度金屬鈹、銦合金、不銹鋼等） 組成的三明治結構和經過特殊處理使三種材料緊密結合的工藝。在不燒穿爐子的情況下實現點火和室內核聚變前進了一步。而第三個關于提高點火靈敏度的問題， 主要是從原料的純度、密度和配比研究比較多， 如利用濃縮或提煉提高氫 （包括氫的同位素） 純度、氘和氚等氣體混合比例、氘和鋰的配合比例、鈀對氘的吸收量、核裂變材料和核聚變材料的混合量等等， 并利用高溫高壓高約束和加入催化元素或化合物提高點火靈敏度。在以加快中子或粒子速度來實現與聚變原料在高溫高壓高速下進行對撞聚變等研究方面， 已研究出適應對撞配套設備各種裝置， 如中國科學研究院蘭州物理分院重離子加速器、快循環質子同步加速器、北京高能物理研究所正負電子離子對撞機、廣東東莞物理所能產生高通量中子源的中國散裂中子源和部分歐美國家中子 （或粒子） 加速強子對撞機等。上述工作中比較成熟的成果還是高溫高壓和提高核聚變原料的密度以及合理的配合比上， 因此， 要實現核聚變能利用， 還有一段距離?，F在， 可控核聚變的研究方面：我國在新材料上和裝置上已領先一步， 其它國家和組織， 如：日本、韓國、俄羅斯、美國、印度和歐盟等也進行相應的研究， 但近期因受國際環境的影響， 研究進度比較緩慢， 甚至在有些項目上處于停滯不前狀態。不管如何， 我們只要在國際社會的共同努力下， 不久的將來， 會突破核聚變可控的瓶頸。
核聚變屬于既干凈又安全的能源。原因是： （1） 它不會產生核裂變所出現的長期和高水平的核輻射， 不會產生核廢料等污染環境的放射性物質， 基本不污染環境， 當然也不產生溫室氣體， 是比較干凈的。 （2） 核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行， 也是比較安全的。同時， 在地球上蘊藏的核聚變能的原料遠比核裂變能的原料豐富得多。據測算， 每升海水中含有0.03g氘， 所以地球上僅在海水中就有45萬億t氘。1L海水中所含的氘， 經過核聚變可提供相當于300升汽油燃燒后釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍， （注：1kg鈾238核裂變能產生的能量相當于2500t標準煤） , 可以說是取之不竭的能源。因此， 只要我們解決了核聚變可控問題， 我們就可做到： （1） 可控核聚變實現， 就實現核聚變發電， 為現代文明建設提供源源不斷的動力； （2） 可控核聚變實現為直接開發無工質聚變發動機提供基礎， 它是星際航行唯一可靠的能源， 也為液體上航行、液體中潛行、空中飛翔物和高速列車連續不斷地運行提供移動巨大動力， 更為防止核滅亡而建造的地下封閉空間， 提供人類生活循環小環境和活動所需能量； （3） 可控核聚變實現， 為人類尋找所需合成元素、新的化合物、人造食物提供條件； （4） 可控核聚變實現， 為國防建設、保衛人類文明提供保障； （5） 可控核聚變實現， 為人類改變自身的居住環境打下基礎。
綜合上述， 在保證人類安全的情況下， 使用取之不盡的核聚變原料氫 （包括其同位素） 作為能源， 才是人類解決能源的關鍵。而能實現核聚變發電， 關鍵是核聚變可控技術， 核聚變可控技術的關鍵則是原料瞬間提升到點火溫度和降低點火溫度技術 （包括核聚變引藥子技術） 以及其反應容器耐高溫高壓技術?，F在， 在各國協同作戰下， 已取得較大的成果， 距離核聚變能利用的目標已經為期不遠了， 看到了署光。只有各國繼續在國際組織下， 按照正確的思路和既定目標， 利用各國各自的優勢， 即分工又合作， 發揚前仆后繼的精神， 才能在不久將來攻克核聚變可控技術最后難關， 化解能源危機， 為人類提供取之不盡的能源， 使中國夢和人類夢得以實現。
參考文獻
[1]厲樺楠。我國能源資源利用效率評價及對策建議[J].山東社會科學， 2017 （09） .
