揭秘氦聚变的划时代意义

                            张工

当科学家在实验室中复现恒星内部的氦核聚变时，他们触摸到的不仅是微观粒子的结合，更是人类文明突破资源桎梏的可能。氦聚变——这一宇宙中红巨星的能量源泉，或将重新定义地球的能源格局与人类的生存边界。所以，我们赋予实现氦聚变普及应用称之为划时代意义。

在讲述氦聚变之前，我们先来学习一些核聚变的知识。核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。核能分为核裂变能与核聚变能，前者已经被人类加以利用用来发电，而裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，放射性核废料的处理也一直是让人头疼的难题。与之相比，核聚变辐射极少，且核聚变燃料可以说是取之不尽，用之不竭。通常认为，核聚变是新能源，但核裂变不是新能源。

核聚变作为一种潜在的几乎取之不尽、用之不竭的清洁能源，一直是科学界追求的梦想。然而，要实现可控核聚变并将其应用于实际能源生产，人类还面临着一系列关键的技术瓶颈。也就是说，人类至今尚未实现可控核聚变的商业化应用，尽管科学实验已取得里程碑式进展‌。那么，我们接下来要说的氦聚变与核聚变之间究竟有什么关联呢？

氦-3是氦的同位素，含有两个质子和一个中子，它是氦聚变反应的主要原料，所以氦聚变通常又被叫作氦-3核聚变。氦聚变作为核能领域的尖端研究方向，被视为未来清洁能源的潜在突破口。与传统的氘氚聚变相比，氦聚变具有放射性废物少、能量输出效率高、燃料储量可拓展至地外资源等独特优势。相比化石燃料和铀裂变，氦聚变无碳排放且放射性风险极低。氦-3聚变反应仅释放带电粒子，聚变反应所需的温度约3000万度，远较氢的同位素氘和氚的聚变反应一亿度为低，并且聚变反应不会产生中子二次辐射危险，‌1公斤氦-3产生的能量相当于1万吨煤，可满足全球能源需求可持续性目标，至目前为止，氦聚变几乎可视为清洁能源的终极答案。

氦-3作为太阳风主要成分，在气态巨行星（如木星）大气中储量丰富。未来深空探测中，氦聚变或将成为星际航行的动力核心，支撑人类迈向多行星文明。不过地球氦-3储量不足1吨，如果运用物理生产年产量仅0.2克，且成本高昂。然而，月球表面富含氦-3，估计月球表面0-5米浅层土壤中的氦-3含量就达112.5万吨，若计入5-20米深度则突破500万吨。这些氦-3资源可供人类使用几万年。据专家计算，目前全世界发电量一年有100吨氦-3就够了。中美“月球基地”计划均将氦-3开采列为重点，如中国嫦娥工程已开展月壤成分分析。

基辛格有句名言：“谁控制了石油，就控制了所有国家”。石油是能源的代名词，完全可以想象，氦-3就是已知的、未来最好的能源。微软的量子计算机需要冷却到接近绝对零度才能正常工作，只有氦-3才能高效地做到这一点。谁控制了月球的氦-3，谁就控制了量子计算——并且可以破解地球上的所有加密技术，包括破解比特币、区块链等一切军事加密系统，甚至破解全球的数字系统。如此而言，不就等于掌控全球金融、国防甚至个人的隐私。一旦掌握了月球的氦-3，就极有可能在月球建立能源基地，再飞向木星，那里有更多的氦-3。这是不是有点夸张？从某种角度来讲，确实如此！

氦聚变的意义远超能源本身，它既是物理学前沿的试金石，也是人类文明跨越式发展的关键跳板。尽管技术瓶颈显著，但国际协作与商业航天的发展正加速其从理论迈向实践。法国宣称2030年将实现氦-3核聚变商业化。氦-3核聚变技术的研发和应用前景广阔‌。目前，包括中国在内的多个国家正在积极研究可控核聚变技术，尽管仍处于实验阶段，但一旦成功，将极大地推动人类社会的能源革命。掌握氦-3核聚变技术不仅意味着能源的自给自足，还可能在未来的能源竞争中占据有利地位。

从解读恒星的秘密到开采月球的宝藏，氦聚变承载着人类对能源自由的终极想象。它不仅是实验室里的等离子体湍流，更是一个文明挣脱地球摇篮的星辰之梦。正如物理学家弗里曼·戴森所言：“能源的边界，就是文明的边界。”我们不妨来说说开发氦聚变更深层次的意义。

当前的人类世界，由于长期以来经济上的透支，包括环境能源上的透支，已经到了难以为继的地步。或者说，传统的资本主义经济文明社会已经到了无法继续维持的地步。这时，要让这个社会不再后退复辟，唯有从经济文明转型，开创科学文明也就是发展高科技进行救赎，其中的前提就是优先开发无尽的粮食与能源，将人类从有限的生存条件中解放出来，或者说从经济困境中解救出来，可以说这是时代变迁的必然趋势。氦-3核聚变技术就是当中的救赎工具之一。只有在生命完全衣食无忧、无尽能源源源不断地供给前提下，运用经济控制社会的资本主义文明才会让位给科学文明。当然，在此之后仍然还需要其它方面一系列高科技的加持。

氦聚变的成功不仅是实验室墙内的技术胜利，更是人类文明解锁可持续发展未来的密钥。从能源独立到星际殖民，从环境修复到文明晋级，这项突破正在重新定义发展的边界。正如诺贝尔物理学奖得主卡洛·罗韦利所言：“我们终于掌握了恒星的能量，接下来要学习如何用它书写人类的新篇章。”

2025.6.26日