能源，是一種呈多種形式的，且可以相互轉(zhuǎn)換的能量的源泉。它為人類的生產(chǎn)和生活提供各種能力和動(dòng)力的物質(zhì)資源，是人類賴以生存的基礎(chǔ)。對(duì)于國家來說，能源是國民經(jīng)濟(jì)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，未來國家命運(yùn)取決于能源的掌控。
現(xiàn)有我們?nèi)粘＝?jīng)常見到和使用的能源，主要包括煤、石油、天然氣。它們都屬于不可再生的燃料型能源，從長遠(yuǎn)考慮，面臨著資源枯竭、污染嚴(yán)重的雙重隱患。為了可持續(xù)發(fā)展，必須尋找新的能長期足夠供應(yīng)又不會(huì)造成環(huán)境污染的清潔能源。
清潔能源種類很多，比如，風(fēng)、光、沼、水，等等，但被科學(xué)界普遍看好的是核能。
一般意義上，我們可以通過三種途徑來獲得核能。
其一是由核裂變獲得能量，較重的原子核分裂釋放結(jié)合能。
其二是由核聚變獲得能量，較輕的原子核聚合釋放結(jié)合能。
其三是由核衰變獲得能量，原子核衰變過程中釋放能量。
聚變反應(yīng)過程與裂變相反，單位質(zhì)量燃料釋放出的能量比裂變更大。比原子彈威力更大的核武器—氫彈，就是基于聚變反應(yīng)。太陽的光和熱也是由聚變產(chǎn)生的。
聚變利用的燃料是氘和氚。海水中存在大量的氘，按目前人類能源消耗水平，可用幾百億年。氚可由鋰制造，地球上鋰的儲(chǔ)量有兩千多億噸。因此，聚變能是一種取之不盡的新能源。
重要的是，這種新能源產(chǎn)能效率高。單位質(zhì)量氘氚聚變?nèi)剂厢尫拍芰勘然剂细邘装偃f倍，可為人類提供長時(shí)間能源供應(yīng)。并且反應(yīng)過程更清潔環(huán)保，不釋放造成溫室效應(yīng)的氣體，也不會(huì)產(chǎn)生大量高放射性核廢料。遇到自然災(zāi)害、潛在危險(xiǎn)、人為失誤時(shí)，可迅速停堆，避免嚴(yán)重事故發(fā)生。
聚變能源的開發(fā)，會(huì)使人類擺脫能源危機(jī)的困擾，“一勞永逸”地解決人類的能源需要。
聚變所產(chǎn)生的能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制聚變的速度和規(guī)模，實(shí)現(xiàn)持續(xù)、平穩(wěn)的能量輸出。然而，對(duì)聚變進(jìn)行可控制化管理并不是一件容易的事情。
實(shí)現(xiàn)可控聚變必須滿足三個(gè)條件：燃料達(dá)到極高的溫度、足夠的燃料密度和足夠的約束時(shí)間。
如何盛裝上億度的高溫燃料，是遇到的最主要的難題。必須采用特殊方式來約束聚變?nèi)剂??？茖W(xué)家們想到了利用磁場構(gòu)造一個(gè)盛裝的容器，這就產(chǎn)生了托卡馬克這類磁約束聚變裝置。
實(shí)現(xiàn)聚變已有不少方法。最早的著名方法便是"托卡馬克"型磁場約束法。
托卡馬克又稱環(huán)流器，是一種利用磁約束來實(shí)現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器。它的名字Tokamak 來源于環(huán)形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。由前蘇聯(lián)科學(xué)家率先提出磁約束概念并建成全球首個(gè)裝置。托卡馬克目前實(shí)現(xiàn)了輸出能量等于輸入能量，但要達(dá)到商業(yè)發(fā)電還有很長的距離要走。建立商業(yè)發(fā)電可行的相關(guān)裝置，至少需要幾百億美元。
另一種實(shí)現(xiàn)聚變的方法是慣性約束法。所需的激光束或粒子束驅(qū)動(dòng)器，有非?？量痰臈l件要求，目前的工程能力難以達(dá)到，并且還有很多難以解決的物理問題。
磁約束托卡馬克裝置和慣性約束激光聚變裝置都屬于大型裝置，投資巨大，周期漫長，離真正商用還需較長時(shí)間。
近年來，許多科學(xué)家開始采用其他聚變方式建造小型聚變裝置。小型聚變裝置具有成本低、制造周期短、安全系數(shù)高、選址靈活等優(yōu)點(diǎn)，是符合未來發(fā)展的技術(shù)探索方向。盡管實(shí)現(xiàn)小型可控聚變?nèi)杂新L艱難的路程需要大家征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國科學(xué)家在奮力攀登。
“人造太陽”計(jì)劃是“國際熱核實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆計(jì)劃”的俗稱。由于它和太陽產(chǎn)生能量的原理相同，都是熱核聚變反應(yīng)，所以被稱為“人造太陽”。實(shí)際上，一旦這種技術(shù)成熟，建立了電站，也就相當(dāng)于建立了一個(gè)“人造太陽”。
最初的聚變研究都是作為各國的最高機(jī)密，由各國各自進(jìn)行。但是其研究難度和投入的人力物力是任何一個(gè)國家也無法承擔(dān)的。最終由美俄兩國發(fā)起，中、日、韓、印、歐盟七方共同參與的國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)反應(yīng)堆于2006年成立。
中國當(dāng)前最先進(jìn)的托卡馬克裝置“東方超環(huán)”（簡稱“EAST”），由中科院等離子體物理研究所提出并建成。是全球首個(gè)高約束放電能力超過100秒的托卡馬克裝置，它也是全球首個(gè)投入運(yùn)行的全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克聚變實(shí)驗(yàn)裝置，達(dá)到國際先進(jìn)水平，是目前國際上最重要的穩(wěn)態(tài)偏濾器托卡馬克物理實(shí)驗(yàn)基地之一。中國正在提出的“中國聚變工程測試堆（CFETR）”項(xiàng)目是與“國際熱核聚變堆（ITER）”同一量級(jí)但互補(bǔ)的另一個(gè)大科學(xué)項(xiàng)目，一旦完成立項(xiàng)和建設(shè)，將使得中國的聚變研究無可置疑的成為全球聚變研究的引領(lǐng)者。
可以預(yù)見的未來，以聚變主導(dǎo)的無碳能源將成為主要能源。
小型聚變將在許多領(lǐng)域替代傳統(tǒng)能源。傳統(tǒng)的化學(xué)能火箭不適合進(jìn)行星際旅行，聚變火箭將提供更快的速度和強(qiáng)大的能量源，也可以解決登陸其他行星時(shí)所遇到的能源問題，將大大縮短深空飛行的時(shí)間，為人類充分探索和利用太陽系開辟道路。
科學(xué)家們估計(jì)，到2025年以后，聚變發(fā)電廠有可能投入商業(yè)運(yùn)營。2050年前后，聚變發(fā)電將廣泛造福人類。
厲害了，小型聚變！讓我們拭目以待。