科技创新推动“能源革命”

弱肉强食的生存环境之下，能源争夺不可避免，利用科技制造再生能源成为缓解能源斗争的新方法。

回望过去的5万年，从使用锋利的石块采割果实、捕获猎物，到利用火发明陶具、青铜器等替代工具，学会利用浮力、杠杆等机械原理，再到运用现代知识和工具解决各类问题，人类在逐步认识并利用自然，解决人类自身力量不足的问题。

这其中，最具革命性的是人类学会对能源的使用。从钻木取火到使用煤炭、石油等化石能源，再到太阳能、风能、潮汐能以及核裂变能的和平利用，人类获得能源的能力得到数量级的释放和增强，把人从“苦力”中解放出来，进而大大推进了人类文明的进程。

可由于可利用能源的稀缺，千百年来对能源的抢夺贯穿整个人类进化史。

能源寡而不均

人类对能源的追求从古至今不曾停止。在农耕社会对土地和土地上生物质能的抢夺，在工业社会演变为对化石能源的争夺。

而化石能源的有限性和不可再生性，使得仅20世纪就发生过三次石油战争。到了当代，以美国为代表的国家对能源的态度更是耐人寻味。

2017年6月，美国总统特朗普在美国能源部发表演讲，宣称要让美国在全球能源市场中占据主导地位。随后，其内政部长瑞安·津克进一步阐述：“什么是能源统治？就是在环境、经济和道义层面统治能源世界”。

石油作为工业血液，谁掌握了石油，就握住了发展的命脉，就控制了世界。为此，世界范围内石油之争屡见不鲜，近来的伊朗危机、叙利亚危机、委内瑞拉危机等国际热点话题，都与之相关。当前，世界能源竞争已如此激烈，未来必将更加尖锐，抢夺能源的战争选项时刻停留在桌面上。

而要解决这个战略矛盾，运用科技的力量提供可靠、安全、廉价的永续能源是核心关键所在。

核能填补空缺

从科学角度上看，人类利用能源过程是一个能源选择和加工中不断的加氢减碳的过程。

在此过程中，零碳燃料成为科学家们研究解决碳排放引发的全球气候变暖的重点和热点，核能技术的突破为此提供了根本的解决方案。

从核能总体利用分类看，核能包括裂变能和聚变能。核裂变是指由重的原子核（主要是指铀核或钚核）分裂成两个或多个质量较小的原子的一种核反应形式。原子弹或现有的核能发电厂的能量来源就是核裂变。裂变能核电技术已越来越成熟，它没有导致温室效应和酸雨等危害环境的释放物，但资源有限，还会产生难以处理的高放射性核废料。

核聚变则是把氢的同位素（氘和氚）混合加热到数亿度高温，使其原子核能够聚合，释放出巨大能量。不可控核聚变就是氢弹。受控核聚变是等离子态的原子核在高温下有控制地发生原子核聚变反应，同时释放出能量。太阳发光发热的能量就来自核聚变反应。地球上的氢弹爆炸是人工核聚变，核聚变发电也是，就是媒体上所说的“人造太阳”。

在理解上，核聚变反应堆的原理并不难，但在具体实施中却困难重重。最关键的一点是，周围温度必须达到上亿摄氏度，使氚和氘的原子核以极大的速度发生碰撞，产生了新的氦核和新的中子，释放出巨大的能量。经过一段时间反应后，反应体不再需要外来能源的加热，核聚变的温度足够使得原子核继续发生聚变。这个过程只要氦原子核和中子被及时排除，新的氚和氘的混合气被输入到反应体，核聚变就能持续下去，产生的能量一小部分留在反应体内，维持链式反应，大部分输出作为能源使用。

与此同时，受控热核聚变反应要作为能源使用，必须在产生并加热等离子体到亿万摄氏度高温的同时，还要有效约束这一高温等离子体。

因此，有效约束高温反应体是受控核聚变的技术关键。受控热核聚变有磁约束和激光约束两种方式，磁约束是当前研究应用的热点。

众所周知，核聚变的原材料是地球上的锂（储量2000亿吨，可产生氚）和海水中的氘（储量40万亿吨），氘的含量取之不尽，目前已有中英科学家宣布在可控核聚变领域取得突破，研究出一种可有效获取高纯度氘的材料。同时，核聚变反应产物氦气是惰性气体，无污染，不产生高放射性核废料，安全性更有保障。

在核能的助力下，能源空缺的局面将有所改善，但核能转换的过程中仍有重重技术难题等待攻克。