信息技术的出现改变了人类的生活方式，这种改变可以说是极具变革性的。大家想象一下，如果“一朝回到解放前”，过着没有电视、电脑、手机的日子，人生该会有多么的无聊。所以，我们这代人无疑是幸运的，毕竟我们都享受到了技术大爆炸带来的福利。
但是，世界似乎很久没有出现像信息互联网一样的“变革性的技术”了，因此，可控核聚变一经出现就引起了无数人的关注。要知道，科幻小说和电影中都有这项技术的出现，如果可控核聚变一旦实现，那么我们的生活将再度迎来翻天覆地的变化。
可控核聚变就这样成为了时代当中的一个热点，可不得不说，它还有很长的路要走。不管是制备工艺还是原材料，都存在着许多待克服的困难。
可控核聚变是什么？提到“核”这个字，许多人率先想到的都是原子弹或者是核辐射，总之似乎都是一些不好的影响，颇有一种“闻核色变”的意味。可是实际上，核能是未来一种非常重要的能源，它不仅比传统的化石能源释放出来的能量更多，其污染性也极低，当然这里指的是经过可控核聚变制备出来的能源。传统的核裂变，其核废料还是具有很高的放射性的。
核电站
核聚变也可以叫热核反应，其原理是把质量比较小的原子，比如说氦原子，放入极高的压力和温度之下，使其结合或者碰撞，让更重的核心产生，随之还有质量的损失。简单来说，就是让两个比较轻的原子核聚合成为一个比较重的原子核的过程，这个过程当中会释放出能量。
由于要求原子的质量一定要比较轻，所以对于用来进行核聚变反应的原材料要求还是很高的。科学家们发现，自然界当中就存在着能够很容易就实现聚变反应的元素，这二者都是氢的同位素，分别是氘和氚，氘也叫重氢，而氚叫做超重氢。
值得一提的是，太阳的内部也一直在进行着核聚变反应，这使它可以释放出巨大的能量，氘和氚的聚变就已经在太阳身上持续了很多年。根据这一发现，人们就给可控核聚变起了一个很有意思的别称，叫做“人造太阳”，当然许多人也戏称这就是在“烧开水”。不管是哪一个，都体现出对其原料和制备条件要求都非常的高。
可以看出，如果人类想将两个原子核进行聚合，就需要一个能够产生“高温高压”的设备，不然就会陷入即使拥有原材料，也无法完成核聚变的情况。而托卡马克装置就能够帮助我们实现这件事情，至于大家听说的中国EAST，其实是属于超托卡马克反应体的一部分。
托卡马克装置
反观原材料，氘和氚，它们两在自然界当中的含量和性质差别还是蛮大的。大家可能都听说过“核聚变能源用之不竭”这种说法，这里面用之不竭的元素正是氘，在常温条件下，它是一种无色无味的可燃性气体。重要的是，氘广泛地存在于海水当中，估计多达40万亿吨，大约每升海水当中就有0.03克的氘，这个量看起来就让人“安心”。
可是另一种氢的同位素氚就没有这么多了，它在自然界当中的存量微乎其微，大部分主要是通过核反应人为制备出的。但从上述所说的反应方式来看，它又是不可或缺的。那么，可控核聚变一旦实现，会把地球上的氚给用光吗？毕竟，大自然中本来就只有几公斤。
超重氢：氚首先，我们先来了解一下这个看起来十分稀缺的元素到底是什么。氚和上文中所说的氘一样都是氢的同位素之一，氢的同位素家族当中还有一位成员是氕，氕是氢的主要成分，约占普通氢的99.98％。可见剩下的0.02％就是氘和氚了，准确来说只有氘。因为在天然氢当中，氚的含量是1×10^-15％。
氢的同位素
氚由一个质子和两个中子组成，与氘的无色无味无害不同，它是具有放射性的。此外，氚还有一个重要的性质，这也是它为什么会如此稀有的一个原因，就是它会发生β衰变，其半衰期大约为12.43年左右。换言之，就算自然界当中曾经出现过氚，它也只能保存12年左右，这种半衰期使得它无法长期留存下来。
所以，氚一般都是由核反应的方式制得的，使用中子去轰击锂即可以得到氚。具体来说，就是将碳酸锂或者氟化锂合金作为靶材，轰击再从中获取氚，其反应式为Li n→4He 3H。这之后还未结束，要在使用热扩散法，将产出的氚富集到99％才可以。
知道了氚的性质以及它的主要来源，那么前文当中提到的问题就很容易解答了。即使可控核聚变真的实现了，也不用担心地球上的这几公斤氚被用光就面临原料枯竭了。
毕竟这几公斤氚都是我们通过人工才制备得出的，本就不是在自然界当中天然存在的，如果真的能够在未来实现“可控核聚变”，科学家一定会确保氚是够用的，绝对不会因为氚不够用是该技术陷入“巧妇难为无米之炊”的两难境地。
而且氘氚聚变实际上算是第一代聚变，第二代核聚变反应当中就是用氘和氦3来进行反应了，第三代融合则是让氨3和氦3进行聚变反应。
但不论怎么说，这些反应都面临着一定的困难，有的是对于温度要求很高，有的是在地球上没有存量，比如说氦3，不过氦3在月球上倒是很多，这大概就是人类急于建立月球基地前去挖矿的主要原因吧！
如果说可控核聚变技术是当今全世界国家都热衷于研究的领域的话，那么其原料氚的制备工艺，也是人们所关注的。因此聚变氚工艺从很早就被人们开始研究，经过长时间的努力还是取得了一定的成果。
像起步较早的美国，研究氚工艺的实验室就有好几个，最具代表性的应该是洛斯阿拉莫斯科学实验室，美国能源部在1977年时就在该地建造了一个模拟聚变堆氚工艺的氚系统实验装置，用于研究如何有效地制备氚。
日本的该工作主要在日本原子能研究所和东京大学当中进行，并且日本政府也投资建设了氚处理实验室，不过该系统相比美国的来说还是比较小的。
前文当中提到了我国的EAST位于合肥，并且在2021年的12月30日时，已经实现了高温等离子体运行1056秒的新纪录，可以看出我国对于可控核聚变领域的关注度还是很高的。因此，如何有效地制备出氚，当然也在我们的规划和考虑范围当中。
中国工程物理研究院的研究人员就曾专门发表过相关的论文，阐述了含氚重水当中提氚工艺的技术精湛。比如说特种电解技术、气液催化交换技术、氢氧复合技术等等。
在CANDU类型动力堆或以重水作反射层的实验研究堆中，中子与重水中氘（D）作用，产生副产物氚，随着堆运行时间增长，重水中将积聚一定量氚。
总之，目前人类已经掌握了制备氚的相关方法。但是想要大批量生产还是比较困难的，且耗资巨大。不过，随着科技的进步与发展，相信科学家们在未来都可以将这些难题克服，届时人类一定会迎来一个全新的时代。
氚的污染性前文当中为大家介绍氚的基本性质时我们提到它有两个特性，其一是12年的半衰期使得他在自然界当中很难留存下来，因此含量很少。其二就是具有放射性，对于人体而言是有害的。氚目前主要是以以下这三种化学形态存在的，分别是氚气、氚水和氚化甲烷。
不过，与我们熟知的那些高危放射性元素相比，氚的毒性还是比较低的。但是假如量过多的话，还是可能会对人体造成伤害，其进入人体之后会产生生物学效应，具体的损害程度要从摄入量、途径等多方面考量。
为此科学家们专门进行了多项实验研究，主要研究氚的致癌效应、致突变效应以及致畸效应。在致癌效应的实验研究当中发现，氚对于机体确实有一定致癌影响。致畸效应则要更加明显一些，比如说氚水照射会让实验鼠出现智力迟钝、条件反射达标率降低的情况。
高卫民等将不同浓度的氚水经过腹腔注射一次性注入妊娠13d的成年大鼠体内，各组仔鼠在出生后三天的氚累积吸收剂量分别为0.044、0.088、0.264Gy。实验结果证明，大鼠在妊娠时接受氚水的持续照射，其仔鼠会产生致畸。
可见，氚虽然毒性不大，但是如果长期被人接触，还是会对机体产生不好的影响的。所以我国核电厂在运行当中对于氚的排放一直非常的注意，会有效地管理和控制氚的数值，使其维持在国家标准限值之内。
可控核聚变实现对人类的意义人类之所以对可控核聚变如此的关心，除了因为感受到技术以及长时间未曾发生变革发展以外，最重要的就是当下环境的紧迫以及人类对于未来目标的远大追求。因此，可控核聚变作为一种新能源，对于人类的意义是非凡的。
首先，它的能量很大并且非常的稳定。倘若可控核聚变可以实现，那么我们的宇宙征途将会更加一帆风顺，毕竟在放弃利用效率极低且重量很高的传统化石能源之后，人类的飞船将可以在有限的时间之内飞的更远。换言之，届时我们的“宇宙大航海时代”才算是真正的开启，现在不过是在家门口打转罢了。
其次，化石燃料的燃烧已经给地球的环境带来了极大的负担。但是，我们也不可能因此不使用能源，让人类科技陷入停滞的状态。那么，如何才能做到两全其美呢？可控核聚变就是一种两全其美的方法，毕竟它不仅存量非常的丰富，因为地球之上最不缺的就是海水。而且它还是无污染的，这样我们就能让它去替代那些高污染的传统能源，减缓环境污染的压力。
可见，可控核聚变一旦实现，我们的生活将为之改变。以前人们对于宇宙星辰大海旅途的规划都能由此实现，不仅如此，我们还能够身体力行地保护地球环境。有时候，发展并不意味着破坏，可控核聚变假如可以实现，那么地球的环境将重新恢复往日的勃勃生机。
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