核聚变是能量终极形式，充满整个宇宙，为何偏偏地球上不存在？

　　核聚变是一种几乎无限的能源形式，与化石燃料不同，它排放的温室气体为零，并且与今天使用的核裂变能不同，它不会产生长寿命的放射性废物。
　　掌握它可以拯救人类免受气候变化的影响，而气候变化基本上是我们自己造成的危机。
　　自1930年代以来，全球顶级科学家一直在努力掌握这种无限的清洁能源。我们现在比以往任何时候都更近。
　　在法国南部普罗旺斯地区的一座小山上，你可以看到两个太阳。
　　一个已经燃烧了四年半，并且正在凝固。另一个是由成千上万的人的思想和双手建造的，并且正在缓慢地上升。真正的太阳的最后一缕黄昏光芒在另一边投射出神奇的光芒，一个巨大的建筑工地，可以解决人类历史上最大的生存危机。
　　正是在这里，在SaintPaullezDurance的小公社中，35个国家齐聚一堂，试图掌握核聚变，这一过程在太阳和所有恒星中自然发生，但很难在地球上复制。
　　如果掌握了它，聚变能量无疑将为世界大部分地区提供动力。只需1克燃料作为输入，就可以产生相当于8吨石油的聚变能。这是惊人的800万比1。
　　原子专家很少估计何时可以广泛使用聚变能，他们经常开玩笑说，不管你什么时候问，它总是在30年后。但历史上第一次，这可能是真的。
　　2月，位于牛津附近的英国卡勒姆村的科学家宣布了一项重大突破：他们在名为托卡马克的巨型甜甜圈形机器中产生并维持了创纪录的59兆焦耳聚变能量，持续时间为5秒。
　　它只够为一所房子供电一天，而且进入这个过程的能量多于流出的能量。然而，这确实是一个历史性的时刻。它证明了核聚变确实可以在地球上维持。
　　这对于法国的国际热核实验反应堆项目来说是个好消息，也就是众所周知的ITER。它的主要目标是证明融合可以在商业上使用。如果可以的话，世界将不会使用煤炭、石油和天然气等化石燃料，这些是人为气候危机的主要驱动因素。
　　自从在英国取得成功以来，ITER就出现了巨大的动力，但从事该项目的人员也正在发生重大变化。他们的总干事比戈特（BernardBigot）在领导ITER七年后于5月14日因病去世。在他去世之前，比戈特在他阳光明媚的办公室里分享了他对聚变能的感染力乐观，办公室俯瞰着ITER自己的托卡马克装置的外壳，这是一个仍在建设中的科幻结构。
　　比戈特说，无论是在生物学上、社会上，还是经济上，能源就是生命，当地球上的人口少于10亿时，就有足够的可再生能源来满足需求。
　　我们接受了化石燃料，对我们的环境造成了很大的伤害。而我们现在拥有80亿人口，正处于一场剧烈的气候危机之中。他说：别无选择，只能摆脱我们目前的主要动力来源。而最好的选择似乎是宇宙已经使用了数十亿年的那个。
　　聚变能量是通过将两个本质上排斥的粒子强制在一起而产生的。在将少量燃料注入托卡马克后，巨磁体被激活以产生等离子体，这是物质的第四种状态，有点像带电的气体或汤。
　　通过将托卡马克内部的温度升高到不可思议的高水平，燃料中的颗粒被迫融合成一个。这个过程会产生氦和中子，它们的质量比最初制造它们的部件要轻。
　　缺失的质量转化为巨大的能量，能够逃离等离子体的中子然后撞击托卡马克壁上的毯子，它们的动能以热量的形式传递。这些热量可以用来加热水、产生蒸汽和转动涡轮机发电。
　　这一切都需要托卡马克包含严重的热量。等离子体需要达到至少1。5亿摄氏度，比太阳核心热10倍。这就引出了一个问题：地球上的任何东西怎么能保持如此高的温度？
　　这是几代聚变能寻求者设法克服的众多障碍之一。科学家和工程师设计了巨大的磁铁来产生强大的磁场来保持热量被限制住，因为其他任何东西都会融化。
　　那些从事核聚变工作的人一直试图在他们的机器中做的基本上是复制太阳。太阳是一个永恒的聚变工厂，由一个巨大的等离子燃烧球组成。它每秒将数百吨氢融合成氦。
　　等离子体是构成宇宙99。9的物质，包括恒星、太阳和所有星际物质。例如，在地球上，它被用于电视和霓虹灯，我们可以在闪电和极光中看到它。
　　ITER的几位专家表示，尽管听起来很棒，但产生聚变能量本身实际上并不是最难的部分。毕竟，自从氢弹发明以来，人类就一直在进行核聚变反应。主要挑战是维持它。英国的托卡马克称为联合欧洲圆环，或JET将聚变能量保持五秒钟，但这只是该机器所能达到的最长时间。它的磁铁由铜制成，建于1970年代。在这样的高温下超过五秒钟就会导致它们融化。
　　ITER使用可以持续更长时间的新型磁铁，该项目旨在产生10倍的能量回报，从50兆瓦的输入产生500兆瓦的能量。
　　但ITER的目标并不是真正将能量用于发电，而是证明它可以比JET能够维持更长时间的聚变能量。这里的成功将意味着商业规模的机器可以在未来开始产生聚变。
　　当太阳融合氢原子以产生氦时，JET项目使用了两种氢同位素，称为氘和氚，ITER也将使用它们。就化学组成和反应而言，这些同位素的行为与氢几乎相同。
　　氘和氚都存在于自然界中。氘在淡水和咸水中都很丰富500毫升水中的氘加上少量的氚，就可以为一所房子供电一年。氚很稀有，但可以合成生产。目前，全球仅存20公斤，每年需求量不超过400克。但是在800万比1的产量下，只需要极少量的两种元素就可以产生大量的聚变能量。
　　氚是一种非常昂贵的物质：一克目前价值约30000美元。如果核聚变起飞，需求将达到顶峰，给世界聚变大师带来又一挑战。
　　从远处看，ITER就像一个准备就绪的项目。从近距离看，很明显它还有很长的路要走。在数百名工人共同完成ITER项目的背后，是来自全球各地的约4500家公司和15000名员工。
　　35个国家正在就ITER开展合作，ITER由七个主要成员中国、美国、欧盟、俄罗斯、印度、日本和韩国运营。它看起来有点像联合国安理会，尽管已故的Bigot等人一直在努力将地缘政治完全排除在ITER之外。
　　各国从1930年代开始寻求聚变能，并在数十年的时间里建造了各种机器。但事实证明，在苏联制造的托卡马克是最成功的。1968年，苏联研究人员取得了巨大的聚变突破他们能够达到所需的高温并在一段持续时间内控制等离子体，这是以前从未做过的。
　　托卡马克成为复制机器。甚至托卡马克这个词环形磁约束的合成词也来自俄语。俄罗斯还提供了ITER项目的一些最关键要素，并且是其主要资助者之一。例如，托卡马克顶部的磁铁是在圣彼得堡制造的，并在那里等待，准备送往法国，ITER通信负责人拉班科布伦茨（LabanCoblentz）说。
　　ITER项目的规模和雄心似乎很大，但它至少是对人类对地球造成的混乱的一种成比例的反应。自1973年以来，全球能源使用量增加了一倍多。到本世纪末，它实际上可能会增加两倍。排放到大气中的所有二氧化碳中有70是通过人类的能源消耗产生的。我们消耗的所有能源中有80来自化石燃料。
　　现在，地球正在加速升温，这会转化为更频繁和更致命的热浪、引发饥荒的干旱、野火、洪水和海平面上升。随着整个生态系统达到临界点，越来越多的人类生命危在旦夕，气候危机的影响越来越难以逆转。
　　世界现在正争先恐后地快速脱碳，并加快从行星烘焙化石燃料向太阳能、风能和水电等可再生能源的过渡。一些国家寄希望于核裂变能源，这种能源是低碳的，但伴随着小但不可忽视的灾难风险、放射性废物的储存问题和高成本。
　　但是，对于世界是否能够以足够快的速度进行这种绿色过渡以避免灾难性的气候变化，存在严重的问题。
　　这就是融合可能成为第11小时英雄的地方如果世界及时掌握它的话。
　　当已故物理学家斯蒂芬霍金在2010年被时代杂志问及他希望在他的有生之年看到什么科学发现时，他准确地指出了这个过程。
　　我希望核聚变成为一种实用的能源，他说。它将提供取之不尽的能源供应，不会造成污染或全球变暖。
　　从事核聚变工作的专家们已经克服了巨大的挑战，包括Bigot在内的许多人将他们的整个职业生涯都奉献给了它，但从未看到它投入实际应用。
　　现在商业企业正准备生产和销售聚变能源，他们非常乐观地认为这种未来的能源可能会在本世纪中叶上线。
　　但与以往的核聚变一样，随着一个挑战被克服，另一个挑战似乎又出现了。氚库存有限，价格为一，因此ITER正在尝试自己生产。在这方面，前景还不错。托卡马克内的毯子将涂有锂，当逃逸的等离子体中子到达它时，它们将与锂发生反应以产生更多的氚燃料。
　　时间和金钱一直是大型项目的关注点，但大甚至还没有开始描述ITER的规模，这确实是世界上历史上最大、最雄心勃勃的国际能源合作之一。比戈特说，一天的延误成本约为一百万欧元。
　　欧盟承担了该项目不断增加的建设成本的45。粗略估计，所有其他参与国的贡献率均略高于9。最初，整个建设估计约为60亿欧元（64亿美元）。目前，总额已增加两倍多，达到约200亿欧元。
　　2001年的预测设想在2016年生产第一批等离子体，这是另一个未实现的目标。一些观察家曾认为该项目已经泡汤，但在Bigot掌舵后，该项目被精简并重回正轨。Coblentz说，Bigot以微观管理者着称，但这正是让这个复杂项目井井有条的必要条件。
　　当你到达这里时，他的车在早上7点就位，而且经常在这里直到晚上9点或10点，科布伦茨说。所以你总觉得没有一个细节太大或太小让他无法认真对待和参与。
　　尽管在他的领导下，期望和截止日期也被修改为更加现实。现在预计第一个等离子体将在2025年进行，第一个氘氚实验有望在2035年进行，尽管即使这些实验现在也在审查中部分原因是大流行和持续的供应链问题推迟了。
　　然而，世界上最大的项目之一在他的腿上落后于时间，Bigot对ITER的潜力保持热情和乐观，直到他最后一口气。
　　氢聚变的效率是燃烧化石燃料的一百万倍。我们在这里尝试做的实际上非常非常像在地球上创造一个小型人造太阳，他说。这个聚变发电厂将一直运行。可以说，这个太阳永远不会落山。