能源危機一直困擾著人類，盡管隨著能源價格的上漲，開采成本更高的油田也變得有利可圖，使得全球仍然有一絲喘息的時機，但石化能源最終是要耗盡的，現在的常規能源技術只是盡量延長這個最后“審判日”的到來。
從上世紀五十年代開始，科學界一直在可控核聚變上努力，到現在已經過去了將近70年，卻仍然沒有好消息，這核聚變到底能不能實現，萬一無法實現，人類的能源出路又在哪里？
核裂變不行嗎？為什麼非得核聚變？第一個核裂變堆是194212月2日投入運行的芝加哥一號堆，但它只是實驗堆，并不是作為發電使用。第一個商業化并網發電的核電站是蘇聯的奧布寧斯克核電站，1954年6月27日投入運行。
到目前為止，全球總共有600多座核電站，正在運行的有438座，占全球發電量的16%，按理說核裂變電站已經非常成熟了，為什麼還要花大價錢瞎折騰核聚變？其實原因也很簡單，核裂變電站的核污染太大了，每年產生的乏燃料棒根本來不及處理，只是在衰變熱散失到一定程度時候將其埋入地下！
世界核電站分布
早期蘇聯還曾發生過乏燃料加熱冷卻水形成蒸汽爆炸，這就是鮮為人知的克什特姆城核事故，還有后來著名的反應堆失控的切爾諾貝利事故，以及311大地震后福島核事故，當然還有大大小小數百起各種各樣的核泄漏事故，一直就是懸在人類頭頂的達摩克里斯之劍。
深埋處理
而核污染則來自重核裂變以及衰變過程中產生的各種不同半衰期的放射性同位素，其會釋放出阿爾法射線、貝塔射線以及伽馬射線，而后者伽馬射線危害尤其大。
核聚變為什麼那麼難？
核聚變和裂變剛好相反，科學家現在正在努力的是氘氚核聚變，這兩種都是氫的同位素，兩者結合形成氦4，其過程中會產生質量虧損，通過質能等價公式E=MC^2可以計算出將會產生巨大的能量。
選擇氘氚是它們的比結合能比較低，這是人類最容易實現聚變的兩種聚變材料，而現在各國拼命在突破的也是氘氚核聚變！
最容易突破的核聚變，條件十分變態都說氘氚最容易聚變，但其環境要求極其變態，比如它要求上億度的高溫，或者太陽內部的1300萬K的溫度和2500億個大氣壓，當然地球上無法實現幾千億個大氣壓，所以只能想盡辦法實現超高溫度。
另外這麼高的溫度下，根本就沒有任何材料可以去包容它，不過好在參與聚變的氘氚都已經被剝去了電子形成了等離子體，也就是說它是導電的，注入電流后可以在磁場的控制下約束在真空中聚變。但問題又來了，超高溫等離子體極不穩定，約束時間不夠久就達不到商業化聚變堆的要求。大致上難點在如下幾個方面：
1、等離子體的性質研究不夠透徹，這團等離子體部分電離，但整體又是電中性，有點像流體，又能與磁場相互作用，高溫高密度（聚變要求）下等離子體的特性更加不可控，各種不穩定性、反常輸運、高能粒子...一句話，無法穩定約束等離子體。
2、加熱，如何對等離子體有效加熱也是一個問題，等離子體開始時可以用歐姆加熱，即電流通過導電物體產生熱量，之后則可以用壓縮波加熱，還有荷電粒子束注入加熱，湍流加熱等，但沒有一種不破壞約束，效率又高的加熱方式。
3、電源，極向場的電流功率相位變化極大，需要提供擊穿、維持等離子體運行的伏安數，堆狀態下的電源必須超級耐操，但現在總是無法滿足要求。
4、材料，第一壁材料熱負荷極大，而且要承受中子的轟擊（中子不受磁場控制，轟擊會導致金屬材料變性，變成其它元素，還可能有放射性），還要承受等離子體破裂時的破壞以及兆安級別的電流帶來的磁場下作用力。
5、還有燃料問題，氘很容易獲取，而氚則很難，而且有半衰期，成本據說要2000萬美元以上一千克，不過可以用中子轟擊鋰-6產生，但前提是要實現聚變，因為氘氚聚變會產生一個中子，剛好可以用來生產氚，只是效率要特別高才行，因為一個氘原子和一個氚原子反應才有一個中子，而中子不受控制飛向四面八方，鋰-6是不是要鋪滿聚變堆內部？
以上是磁約束核聚變的問題，還有慣性約束核聚變堆，原理很簡單，氘氚燃料小球用激光轟擊，然后高溫導致兩者發生聚變即可，聽起來超級簡單，但上百個聚焦的激光器會讓人瘋掉，另外燃料球加熱的效率低到令人發指，所以通向羅馬的道路沒有一條是坦途。
聚變的進階之路
氘氚聚變還是存在中子無法處理，更進階的聚變是氘和氦三聚變，當然最理想的還是氦三和氦三聚變，沒有中子輻射，簡直堪稱完美！
只是八字都還沒一撇，核聚變道路，任重而道遠！
萬一無法實現核聚變，人類的能源中沒解決？核聚變堆難度極高，所以才會有人認為這就是人類在科學道路上遭遇的最大一個陷阱，由于它的前景十分誘人，因此科學家才可能掉進去卻爬不上來！假如核聚變一直都無法實現，我們有替代能源出現嗎？
地球上繁衍生息的能源
地球是人類文明的依托，所以在地球上混當然要仰仗地球的照顧，其實在地球上能源種類還是很多的，比如你所熟悉的可再生能源如太陽能、潮汐、風能與地熱和水力資源等，甚至植物產出的油脂等生物能源，而且基本也能滿足當前發展需要，只是在電能的儲備上要再上1個數量級，電就能完全代替燃油了！
除了這些常規能源以外，核能還是可以考慮，盡管裂變堆有核污染和泄漏的風險，但在能源面前這些都可以克服，比如核泄漏，現在的第三代核電站這方面風險就小多了，而且增殖堆的出現，也可以讓U-238這些無法使用的廢物變成核燃料，成百倍的增加核燃料儲備，當然也減少了核廢料處理的數量。
宇宙航行所需的能源
即使無法突破核聚變，人類也要走向星辰大海，但在能源上就必須要選擇一些，常規能源需要攜帶燃料和氧化劑，而且能量密度低，火星軌道范圍內還可以勉強考慮，之外就鞭長莫及了！
太陽能也同樣存在問題，土星軌道范圍內，太陽能電池還能勉強湊合事，但其實到了火星軌道時單位面積能量就幾乎減半了，離地球越遠，收集的效率越差，所以太陽能也不靠譜。
國際空間站巨大的太陽能電池
最后只剩下了不太受待見的核裂變能，而且還必須開采小行星帶的核燃料，否則人類大規模星際殖民時代，光靠地球上的核燃料可不行，而且發射過程中萬一發生事故，凌空爆炸，估計發射場就被核污染報廢了。
不過我們要說明一下的是核裂變無法在太空中“加油”，無法補給燃料，核燃料必須提純，難度極大，所以飛行范圍是比較有限的！而聚變燃料則比較容易獲取，甚至有沖壓聚變發動機，可以一路收集太空中的質子（氫原子核）以供自身燃料消耗，幾乎沒有飛行距離限制！
如果無法實現核聚變，人類的星辰大海事業可能會被困死在太陽系，而且還是狹義上的柯伊伯帶以內，也許這就是太陽系牢籠說法的由來！
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