可控核聚變是人類正在努力攀登的科技巅峰，這項技術一旦實現，人類就可以獲得源源不絕的清潔能源，從而一舉為人類文明未來的發展鋪平道路。

簡而言之，核聚變其實就是較輕的原子核發生聚合作用，然後生成較重的原子核，并因為質量出現虧損而釋放出大量的能量。作為宇宙中結構最簡單、豐度又高得離譜的氫元素，理所當然地就成為了可控核聚變的最佳原料。

氫元素有三種同位素，分别為氕（H）、氘（D）、氚（T），其中氕原子核其實就是一個質子，氘原子核由一個質子和一個中子構成，氚原子核則包含了一個質子和兩個中子。雖然在宇宙中的氫元素中，氕的相對豐度高達99.9844%，但由于實現氕的核聚變實在太難，人類目前暫時隻能想辦法利用氘和氚這兩種氫的同位素。

從理論上來講，氘和氚的核聚變可以有“氘-氘”、“氘-氚”以及“氚-氚”這三種類型，其中“氘-氚”核聚變釋放的能量最多、實現難度又最低，因此在可控核聚變研究領域，目前主要都是以研究如何實現“氘-氚”核聚變，而這也就意味着，在不太遙遠的未來，如果人類真的實現了可控核聚變，就會消耗大量的氘和氚。

相對來講，地球上的氘是夠用的，畢竟在地球的海洋之中就蘊含了大約40萬億噸的氘。然而氚的情況就不一樣了，要知道氚是一種放射性同位素，其半衰期隻有大約12.43年，也就是說，氚不可能在地球上長時間地大量存在。

實際上，地球上的氚的主要來源是宇宙射線與地球大氣層的相互作用，由于這樣的事情并不常見，再加上氚的半衰期相對較短，因此地球上天然存在的氚非常少，根據科學家的估算，就算将它們全部收集起來，其總量也隻有幾公斤。

這樣的情況不免會令人擔心，可控核聚變一旦實現，人類會把地球上的氚用光嗎？畢竟地球上的氘本來就隻有幾公斤，這根本就不夠用啊。

想象一下，人類辛辛苦苦實現了可控核聚變，到頭來卻發現沒有足夠的原料來使用，這确實是挺尴尬的，不過這樣的事情并不會發生，因為氚是可以人工制備的。

就目前的情況來看，人工制備氚主要有兩種途徑，一種是利用中子(n）去轟擊铍-9（9Be）原子核，然後就可以産生锂-7（7Li）和氚，其過程可描述為：“9Be n → 7Li T”。

另一種是利用中子去轟擊锂-6（6Li）原子核，然後就可以産生氦-4（4He）和氚，其過程可描述為：“6Li n → 4He T”。

另一方面來講，在氘和氚發生核聚變反應之後，會生成氦-4并釋放出中子，其過程可描述為：“D T → 4He n”。

也就是說，氘和氚的核聚變會産生中子，而中子轟擊铍-9或者锂-6時，又會産生氚，所以一個合理的設想就是，假如我們在可控核聚變反應裝置的内壁加入铍-9或者锂-6，那麼在理想情況下，啟動核聚變反應時所加入的氚，其總量将一直保持不變，而铍-9或者锂-6則代替氚變成了消耗的原料。

如此一來，就相當于實現了氚的循環利用，我們也就不必擔心人類會把地球上的氚用光了，當然了，人類也不會去收集地球上天然存在的氚，畢竟它們就隻有幾公斤，實在是太少了。實際上，人類最初加入可控核聚變反應裝置中的氚，也隻能通過人工制備，盡管氚的制備成本相對較高，但制備出來就可以一直循環使用，對于人類而言這根本不是問題。

值得一提的是，相對而言，人們更傾向于用锂-6來代替氚作為可控核聚變的“耗材”，這是因為當能量不足的中子（能量小于11.6MeV）轟擊铍-9原子核時，并不會産生氚，而隻會産生氦-4和氦-6（6He），即：“9Be n（能量小于11.6MeV）→ 4He 6He”，這不利于氚在反應裝置中的穩定循環。

統計數據表明，截至2021年底，全球锂資源儲量約為1500萬噸，探明儲量約為6500萬噸，盡管锂-6在天然锂中的相對豐度隻有7.5%，但這些锂也足夠人類使用幾十萬年甚至更久，不出意外的話，在幾十萬年之後，人類應該早就實現了以氕為原料的可控核聚變，所以我們也不必擔心未來的人類會将核聚變的原料用完，因為在宇宙中，氕可以說是到處都是。

好了，今天我們就先講到這裡，歡迎大家關注我們，我們下次再見。

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