科技創(chuàng)新推動“能源革命”

弱肉強食的生存環(huán)境之下，能源爭奪不可避免，利用科技制造再生能源成為緩解能源斗爭的新方法。

回望過去的5萬年，從使用鋒利的石塊采割果實、捕獲獵物，到利用火發(fā)明陶具、青銅器等替代工具，學(xué)會利用浮力、杠桿等機械原理，再到運用現(xiàn)代知識和工具解決各類問題，人類在逐步認(rèn)識并利用自然，解決人類自身力量不足的問題。

這其中，最具革命性的是人類學(xué)會對能源的使用。從鉆木取火到使用煤炭、石油等化石能源，再到太陽能、風(fēng)能、潮汐能以及核裂變能的和平利用，人類獲得能源的能力得到數(shù)量級的釋放和增強，把人從“苦力”中解放出來，進(jìn)而大大推進(jìn)了人類文明的進(jìn)程。

可由于可利用能源的稀缺，千百年來對能源的搶奪貫穿整個人類進(jìn)化史。

能源寡而不均

人類對能源的追求從古至今不曾停止。在農(nóng)耕社會對土地和土地上生物質(zhì)能的搶奪，在工業(yè)社會演變?yōu)閷茉吹臓帄Z。

而化石能源的有限性和不可再生性，使得僅20世紀(jì)就發(fā)生過三次石油戰(zhàn)爭。到了當(dāng)代，以美國為代表的國家對能源的態(tài)度更是耐人尋味。

2017年6月，美國總統(tǒng)特朗普在美國能源部發(fā)表演講，宣稱要讓美國在全球能源市場中占據(jù)主導(dǎo)地位。隨后，其內(nèi)政部長瑞安·津克進(jìn)一步闡述：“什么是能源統(tǒng)治？就是在環(huán)境、經(jīng)濟和道義層面統(tǒng)治能源世界”。

石油作為工業(yè)血液，誰掌握了石油，就握住了發(fā)展的命脈，就控制了世界。為此，世界范圍內(nèi)石油之爭屢見不鮮，近來的伊朗危機、敘利亞危機、委內(nèi)瑞拉危機等國際熱點話題，都與之相關(guān)。當(dāng)前，世界能源競爭已如此激烈，未來必將更加尖銳，搶奪能源的戰(zhàn)爭選項時刻停留在桌面上。

而要解決這個戰(zhàn)略矛盾，運用科技的力量提供可靠、安全、廉價的永續(xù)能源是核心關(guān)鍵所在。

核能填補空缺

從科學(xué)角度上看，人類利用能源過程是一個能源選擇和加工中不斷的加氫減碳的過程。

在此過程中，零碳燃料成為科學(xué)家們研究解決碳排放引發(fā)的全球氣候變暖的重點和熱點，核能技術(shù)的突破為此提供了根本的解決方案。

從核能總體利用分類看，核能包括裂變能和聚變能。核裂變是指由重的原子核（主要是指鈾核或钚核）分裂成兩個或多個質(zhì)量較小的原子的一種核反應(yīng)形式。原子彈或現(xiàn)有的核能發(fā)電廠的能量來源就是核裂變。裂變能核電技術(shù)已越來越成熟，它沒有導(dǎo)致溫室效應(yīng)和酸雨等危害環(huán)境的釋放物，但資源有限，還會產(chǎn)生難以處理的高放射性核廢料。

核聚變則是把氫的同位素（氘和氚）混合加熱到數(shù)億度高溫，使其原子核能夠聚合，釋放出巨大能量。不可控核聚變就是氫彈。受控核聚變是等離子態(tài)的原子核在高溫下有控制地發(fā)生原子核聚變反應(yīng)，同時釋放出能量。太陽發(fā)光發(fā)熱的能量就來自核聚變反應(yīng)。地球上的氫彈爆炸是人工核聚變，核聚變發(fā)電也是，就是媒體上所說的“人造太陽”。

在理解上，核聚變反應(yīng)堆的原理并不難，但在具體實施中卻困難重重。最關(guān)鍵的一點是，周圍溫度必須達(dá)到上億攝氏度，使氚和氘的原子核以極大的速度發(fā)生碰撞，產(chǎn)生了新的氦核和新的中子，釋放出巨大的能量。經(jīng)過一段時間反應(yīng)后，反應(yīng)體不再需要外來能源的加熱，核聚變的溫度足夠使得原子核繼續(xù)發(fā)生聚變。這個過程只要氦原子核和中子被及時排除，新的氚和氘的混合氣被輸入到反應(yīng)體，核聚變就能持續(xù)下去，產(chǎn)生的能量一小部分留在反應(yīng)體內(nèi)，維持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，大部分輸出作為能源使用。

與此同時，受控?zé)岷司圩兎磻?yīng)要作為能源使用，必須在產(chǎn)生并加熱等離子體到億萬攝氏度高溫的同時，還要有效約束這一高溫等離子體。

因此，有效約束高溫反應(yīng)體是受控核聚變的技術(shù)關(guān)鍵。受控?zé)岷司圩冇写偶s束和激光約束兩種方式，磁約束是當(dāng)前研究應(yīng)用的熱點。

眾所周知，核聚變的原材料是地球上的鋰（儲量2000億噸，可產(chǎn)生氚）和海水中的氘（儲量40萬億噸），氘的含量取之不盡，目前已有中英科學(xué)家宣布在可控核聚變領(lǐng)域取得突破，研究出一種可有效獲取高純度氘的材料。同時，核聚變反應(yīng)產(chǎn)物氦氣是惰性氣體，無污染，不產(chǎn)生高放射性核廢料，安全性更有保障。

在核能的助力下，能源空缺的局面將有所改善，但核能轉(zhuǎn)換的過程中仍有重重技術(shù)難題等待攻克。