麻省理工学院最近的一项突破可能会让欧美抢先一步，进入了一个全新的能源时代！

在《IEEE Transactions on Applied Superconductivity》3月特刊中爆出的消息，MIT和联邦聚变系统公司（CFS）联手打破了世界纪录，他们研发的高温超导磁体，让大家看到了核聚变发电的巨大潜力。

这次的成就不只是数字游戏，它可能意味着西方国家即将握有几乎用不尽的清洁能源，对全球能源版图产生重大影响。

是的，那个能彻底解决全球能源危机的核聚变技术，似乎正向我们招手，但这对我们来说是机遇还是威胁？

核聚变的原理和突破

研究深入显示，2021年9月，MIT等离子体科学与核聚变中心（PSFC）的工程师们实现了突破性进展，他们制造的一种全新高温超导磁铁打破了世界记录，达到20特斯拉的磁场强度！这是建立核聚变发电站并获得净能量输出的关键里程碑。

IEEE相关论文内容

核聚变简单理解就是，让两个轻原子核融合成一个重原子核的过程，这个过程会释放出大量的能量。

由于这个融合过程需要在极高的温度下进行，以使原子核拥有足够的能量克服它们之间的电磁排斥力进行融合，因此，融合的原子核会形成一种称为等离子体的高能态物质。等离子体的温度极高，没有任何物理容器能直接容纳它们。

核聚变发电

这时，磁铁就发挥了作用。通过使用强大的磁场，可以将等离子体"困"在一个被称为磁约束的区域内，避免它直接接触到任何物质壁面。这样，就能安全地进行核聚变反应，而不损伤反应器的结构。

在这之前，虽然现有的超导磁体能够支持核聚变产生能量，但其体积的巨大和成本的高昂一直是实际应用的障碍。

然而，这次测试证明，在大幅缩小尺寸的同时，这种强大的磁体仍然保持了其实用性。一夜之间，聚变反应堆产电成本惊人地降低了四十倍，为核聚变技术向商业化迈进铺设了坚实的道路。

麻省理工学院的新型磁体

无限能源如何改写生活？

核聚变能源一旦成为现实，我们的生活可能会迎来翻天覆地的变化。让我们大胆而有趣地假设一下这个未来。

想象一下，你家的电费单上的数字几乎可以忽略不计。由于核聚变提供的能源几乎无限且成本低廉，家庭用电，包括空调、暖气、照明都变得异常便宜。夏天24小时开空调？完全没问题，也不用担心电费翻倍。

随着电力成本的大幅下降，电动汽车将成为道路上的主宰。加油站逐渐变成历史遗迹，取而代之的是遍布城乡的快速充电站。可能还会有一些创新型充电技术，比如驾驶中自动充电的道路，让电动车辆的续航焦虑成为过去。

还有现在超火的人工智能（AI）领域，核聚变解决了AI发展过程中遇到的一个关键难题：对能源的巨大需求。

因为核聚变提供的无限能源将大大降低运行大型数据中心的成本，使得AI的训练和操作更加经济高效。

其次，这样的能源供应能支持更广泛的AI应用，从工业自动化到智能交通系统。还将促进AI在环保和可持续发展领域的应用，推动全球向低碳经济的转型。

AI可以协助核聚变技术的研究和开发，加速实现这一技术的商业化和普及。

人工智能协助核聚变技术发展

随着清洁能源的普及，城市的空气质量将大大改善。蓝天白云不再是奢望，而是日常。城市规划也会更加注重绿色生态，屋顶花园、垂直森林大楼可能成为新的城市风景。

有了足够的清洁能源，家用电器的设计将更加智能化和能效化。例如，冰箱可以根据里面存储的食物类型自动调整温度，洗衣机能够自动识别衣物材质并选择最合适的清洗模式，而这一切都是基于能源充足的前提。

城市的夜晚可能会变得更加灿烂而不担心能源浪费。街道和公园使用更多的照明来增加夜间活动的安全性和乐趣。夜间经济因此而更加繁荣，人们的生活方式更加多元化。

核聚变能源的实现，可能会加速太空探索和旅行技术的发展。不久的将来，普通人搭乘太空飞船游览月球或近地轨道，可能成为珍贵但可实现的旅行体验。

当然，这些都是基于核聚变能源成功实现并广泛应用的假设。尽管实现这一切还面临诸多挑战，但我们有理由对这个未来充满期待。

我国的EAST力量，水平如何？

目前在核聚变研究领域，我国的超导托卡马克装置（EAST）也是这一领域的领跑者之一。EAST已经创造了多项世界记录。

我国的EAST

2021年5月28日，EAST实验装置做了两个超级牛的实验，一个是让等离子体在超高温下（1.2亿度）运行了101秒，另一个是达到了1.6亿度但运行了20秒。

紧接着，6月8日，EAST的实验次数超过了10万次。到了12月30日晚上，EAST又创造了新纪录，实现了1056秒的长时间运行，这在全世界的核聚变装置中都是最长的。

2023年4月12日，EAST再次打破记录，以一种特别稳定的模式运行了403秒。

这些实验不仅证明中国在核聚变领域领先全球，还为我国未来自己建造聚变反应堆奠定了科学技术基础。

尽管我国在探索可控核聚变这一前沿科技上已取得显著进步，我们仍面对着诸多挑战。要攻克这些难题，需大量资金和人才的投入，以及持续不断的试验与探索。

核聚变技术的全球竞赛与携手

在全球范围内，包括欧美在内的多国也在积极开展这方面的研究，使得国际竞争日益激烈。

美国的国家点火装置（NIF），一直被拿来与EAST对比，讨论究竟谁更胜一筹。

美国NIF装置

我国的EAST与美国的NIF，分别代表了两种主流的核聚变实现方法：磁约束和惯性约束。

EAST利用强大的磁场，稳定地控制等离子体，使其达到必要的高温和高密度状态；

而NIF则是通过激光束将等离子体压缩至极高密度，达到核聚变条件。这两种技术各有特点和挑战，共同推动了核聚变技术的发展。

尽管，EAST在磁约束领域也取得显著成就，实现了长时间、高温等离子体稳定运行。NIF在惯性约束领域也取得了突破，成功实现了核聚变点火，但它的能量输出效率仍需提高。

然而，要让核聚变能够广泛应用于日常生活，还需要克服包括超导磁体技术难题在内的多个挑战。

中美在核聚变领域的竞争加速了技术进步，但距离实现商业化应用的核聚变能源，仍有距离。

虽为后起之秀，但我国近年来在该领域的快速发展与突破，展示了我国科研实力与决心。

虽然中美在核聚变研究方面存在竞争，但这一前沿科技的探索更是全人类共同的事业。要将核聚变的潜力转化为实际的能源供应，还需解决众多技术挑战，如提高能量输出效率、确保装置的稳定性与经济性等。

此外，核聚变技术的商业化进程也必须考虑成本、环境与社会影响等多方面因素。

总之，无论是我国的EAST还是美国的NIF，它们的进步和成就都为核聚变技术的发展作出了贡献。

我国不遗余力地加大投入，力争在这一领域维持领先优势，这不仅对国内能源结构优化具有重要意义，也将为全球能源革新作出重要贡献。

未来，中美乃至全球的研究者需要进一步合作，克服挑战，共同推进核聚变技术，为人类开辟一条清洁、安全、几乎无限的能源之路。