加油站里，油價(jià)跳動的數(shù)字總能揪緊車主的心，一箱油大幾百塊錢，跑不了500公里就得再補(bǔ)油。

高速服務(wù)區(qū)，電動車車主在充電樁前排著長隊(duì)，即便10分鐘充400公里的快充技術(shù)已經(jīng)普及，節(jié)假日排隊(duì)一小時(shí)仍是常態(tài)。

無論是燃油車還是電動車，“續(xù)航焦慮”似乎成了繞不開的魔咒。

然而最近幾年，“可控核聚變”這個詞頻繁出現(xiàn)在科技新聞里，被科學(xué)家們稱作“終極能源”。

那么100克的核燃料，到底能支撐汽車跑多遠(yuǎn)呢？

100克能讓汽車跑多遠(yuǎn)？

要弄清楚100克核燃料的續(xù)航能力，首先得明白可控核聚變的能量來源。

核聚變的原理和太陽發(fā)光發(fā)熱一致，是讓氫的同位素氘和氚在超高溫度下變成等離子體，碰撞后聚合成氦。

這個過程中會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，而虧損的質(zhì)量會按照愛因斯坦的質(zhì)能公式轉(zhuǎn)化為能量。

科學(xué)家測算，氘-氚核聚變的質(zhì)能轉(zhuǎn)化率約為0.7%，這意味著100克核燃料中，有0.7克質(zhì)量會直接變成能量。

看似微不足道的0.7克，換算成能量卻高達(dá)63萬億焦耳。

這個抽象的數(shù)字，放到汽車行駛場景中會變得格外具體。

普通家用燃油車百公里油耗約8升，汽油密度按0.74千克/升計(jì)算，百公里消耗的汽油質(zhì)量約5.92千克。

汽油的熱值是4600萬焦耳/千克，這些汽油燃燒能釋放約2.72億焦耳能量。

用63萬億焦耳除以這個數(shù)值，得出100克核燃料能支撐燃油車跑約2300萬公里。

地球赤道周長約4萬公里，2300萬公里相當(dāng)于繞地球575圈。

如果每天開100公里，這些能量夠一輛車連續(xù)跑63年，遠(yuǎn)超普通汽車的使用壽命。

要是換成電動車，續(xù)航能力還能再上一個臺階。

主流電動車百公里耗電約15度，1度電等于3.6兆焦耳，百公里能耗就是5.4億焦耳。

按這個標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算，100克核燃料能讓電動車跑4460萬公里，相當(dāng)于往返月球60次。

更關(guān)鍵的是，這還沒算上能量利用效率的提升空間。

現(xiàn)在燃油車的能量利用率只有15%到25%，大部分能量以熱量形式浪費(fèi)了。

而未來如果采用更高效的能量轉(zhuǎn)化技術(shù)，比如直接能量轉(zhuǎn)換技術(shù)，效率能提升到90%以上，100克燃料的續(xù)航還能再翻倍。

這樣的續(xù)航能力，徹底跳出了現(xiàn)有交通工具“頻繁補(bǔ)能”的框架。

要知道，即便是續(xù)航頂尖的電動車，滿電也只能跑八百多公里，要跑完2300萬公里得充電2600多次。

平均每年要充40多次，而核聚變?nèi)剂弦淮渭幼⒕湍芤粍谟酪荨?/p>

100克燃料的續(xù)航奇跡聽起來像科幻，但可控核聚變并非空中樓閣，全球科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)的一系列突破，正在不斷驗(yàn)證它的可行性。

走向現(xiàn)實(shí)的可能性

最核心的突破來自對“人造太陽”的控制能力。

核聚變需要上億度的高溫環(huán)境，比太陽核心溫度還高好幾倍，這樣才能打破氘和氚原子核之間的排斥力。

2025年3月，中國環(huán)流三號裝置首次實(shí)現(xiàn)了原子核1.17億度、電子1.6億度的“雙億度”運(yùn)行。

相當(dāng)于在實(shí)驗(yàn)室里造出了一個穩(wěn)定的微型太陽。

這個裝置通過高功率微波設(shè)備加熱等離子體，再用數(shù)字孿生技術(shù)精準(zhǔn)控制能量分布，讓高溫“火焰”不會肆意擴(kuò)散。

困住這團(tuán)高溫等離子體的強(qiáng)磁場技術(shù)也在不斷突破。

國際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆（ITER）的核心部件“中心螺線管磁體”總重1000噸，能產(chǎn)生13特斯拉的強(qiáng)磁場，相當(dāng)于地球磁場的26萬倍。

2025年5月，這個“磁體巨人”的所有零件已全部造完，即將進(jìn)入組裝階段。

中國合肥的EAST裝置則在2025年1月創(chuàng)下新紀(jì)錄，上億度高溫下穩(wěn)穩(wěn)運(yùn)行了1066秒，比2023年的403秒翻了一倍還多。

這意味著人類已經(jīng)能讓“人造太陽”穩(wěn)定燃燒十幾分鐘，而不是像以前那樣只能閃一下就滅。

燃料供應(yīng)的可持續(xù)性也得到了保障。

核聚變的主要燃料氘可以從海水里提取，每升海水里就有0.03克氘，全球海水里的氘儲量夠人類用100億年，比太陽的壽命還長。

我國青海的重水工廠用“電解重水”技術(shù)提煉氘，每克成本只要13美元，比進(jìn)口石油還便宜。

另一種燃料氚雖然在自然界幾乎不存在，但科學(xué)家已經(jīng)找到了解決辦法。

那就是在聚變堆的包層里裝鋰金屬，聚變產(chǎn)生的中子轟擊鋰原子，就能把鋰-6變成氚，形成“氚-鋰循環(huán)”，相當(dāng)于自己造燃料。

我國青海鹽湖的鋰資源儲量達(dá)1500萬噸，占全球的1/3，而且“鹽湖提鋰”技術(shù)成本比國外低40%。

2024年青海已經(jīng)建成全球首個“聚變?nèi)剂鲜痉稄S”，每年能生產(chǎn)1公斤氚，打通了燃料自主供應(yīng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

盡管技術(shù)突破不斷，但要讓核聚變真正裝上車輪，從實(shí)驗(yàn)室走進(jìn)日常生活，還有幾道繞不開的難關(guān)。

可控核聚變的“未來”

現(xiàn)在的聚變裝置體積龐大，ITER裝置直徑30米，高60米，重23000噸，跟足球場差不多大，根本塞不進(jìn)汽車。

磁場強(qiáng)度是決定裝置體積的關(guān)鍵，磁場越強(qiáng)，約束等離子體需要的空間就越小。

2025年3月，中國企業(yè)能量奇點(diǎn)搞出的“經(jīng)天磁體”把磁場強(qiáng)度做到了21.7特斯拉，比美國麻省理工學(xué)院的同類磁體還強(qiáng)。

這讓裝置小型化有了希望，但要做到汽車能裝下的尺寸，磁場強(qiáng)度和磁體工藝還得繼續(xù)突破。

材料難題也亟待攻克。

聚變產(chǎn)生的高能中子會像子彈一樣不斷“轟炸”反應(yīng)堆零件，時(shí)間長了材料會變脆開裂，也就是“輻照脆化”。

而且裝置內(nèi)壁要直接面對1.5億度的等離子體，同時(shí)還要承受超導(dǎo)磁體帶來的超低溫，普通材料根本扛不住。

中科院正在研發(fā)新的抗輻射鈦合金，不過離實(shí)際應(yīng)用還有距離。

氚的安全問題和能量轉(zhuǎn)化效率也需要進(jìn)一步解決。

氚有輻射，雖然聚變堆里的燃料量很少，100克氘氚混合物就算泄漏也不會爆炸，但仍需要可靠的防護(hù)技術(shù)。

不過這些難題并非無法逾越，可控核聚變的前景已經(jīng)越來越清晰。

中國工程院院士李建剛提到，2035年CFETR實(shí)驗(yàn)堆能實(shí)現(xiàn)持續(xù)的能量增益和氚自持。

2045年建成商用堆，2050年左右小型化的汽車用聚變堆就能量產(chǎn)。

全國政協(xié)委員、中核集團(tuán)聚變領(lǐng)域首席科學(xué)家段旭如也表示，可控核聚變有望在2050年前后實(shí)現(xiàn)商業(yè)化發(fā)電。

結(jié)語

100克核燃料能讓汽車?yán)@地球575圈的奇跡，本質(zhì)上是人類對能源極限的一次突破。

從燃油車的油價(jià)焦慮到電動車的續(xù)航煩惱，人類從未停止過對高效能源的追求，而可控核聚變正是這種追求的必然方向。

它的實(shí)現(xiàn)之路確實(shí)漫長，但每一個突破都在拉近理想與現(xiàn)實(shí)的距離，而這場能源革命，不僅是解決續(xù)航焦慮的鑰匙，更是人類掙脫資源枷鎖、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。