核聚变发电站工程设计以开始，10年内有望建成示范工程

　　核能包括裂变能和聚变能两种主要形式，其中裂变能是重金属元素的核子通过裂变而释放的巨大能量。裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生放射性较强的核废料。而聚变能是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核并释放出的能量，目前开展的受控核聚变研究正是致力于实现聚变能的和平利用。
　　近期，作为2021中关村论坛平行论坛之一的碳达峰碳中和科技论坛于9月26日举行。在此次论坛中，中科院等离子体物理研究所所长宋云涛提出，聚变能是核能发展的最终目标，聚变能可以为碳中和的实现做出重大贡献，并且表示他们已经开始做未来核聚变发电站的工程设计，希望在国家的大力支持下，在10年内建成示范工程。
　　核聚变能属于清洁低碳、安全高效的新能源。核聚变原料和生成物没有放射性物质，是氘和氚发生反应，产生惰性气体氦和能量，属于零排放，不存在核泄漏等问题，即使出现危险，也只需终止反应即可，非常安全。据计算，海水中蕴藏着大约40万亿吨氘，一升水能够提炼0。03克的氘，其发生聚变反应释放的能量相当于燃烧300升汽油或者燃烧336公斤煤。
　　据了解，目前实现聚变的方法主要有磁约束核聚变和惯性约束核聚变等。磁约束核聚变是利用强磁场来约束温度极高的等离子体的核燃料，使其反应。实现受控核聚变的条件十分苛刻，一是燃料需达到1亿摄氏度以上的极高温度（1亿摄氏度的物质处于等离子体态）；二是具有足够的密度，从而提高燃料原子核之间碰撞而发生核聚变反应的概率；三是具备足够长的能量约束时间，等离子体维持足够长的时间，以便充分地发生聚变反应，放出足够多的能量。
　　托卡马克装置是前苏联科学家于20世纪50年代发明的环形磁约束受控核聚变实验装置。上世纪90年代初，库尔恰托夫研究所所长卡托姆采夫院士在一次致信中提到，表示愿意赠送T7装置给中国，随后，我国等离子体所接收了T7装置，并根据我们的研究和实验要求进行了根本性改造，使T7装置改造成能够开展多种实验的先进装置，我国第一个、世界第四个超导托卡马克HT7。在HT7成功运行的基础上，1998年，大型非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置HT7U立项，并于2000年开工建设，2003年10月正式改名为EAST（ExperimentalandAdvancedSuperconductingTokamak），中文名称为东方超环。2006年建成并投入运行，目前已稳定运行15年了。在建造和研究过程中，EAST团队自主设计、研发了大部分具有我国自主知识产权的关键技术，为我国聚变电站的设计奠定了基础。
　　东方超环EAST
　　宋云涛所长在演讲中还提到，建设聚变电站成本很高，超导磁体在其中占了约40，而且目前还非常贵。但近10年，超导材料价格在下降，工艺和产品的成熟也会使价格不断下降，聚变电站的经济性会越来越高。另外，相较于其他电站，聚变电站对人体和生态没有影响，对资源的影响小，所以聚变电站的外部成本最低。