這個問題問得好，下面就來具體介紹。

在核化學中，核聚變是兩個或兩個以上的原子核結合形成一個或多個不同的原子核和亞原子粒子(中子或質子)的反應過程。反應物與生成物之間產生的質量差異表現為能量的釋放或吸收。這種質量上的差異是由於反應前後原子核間原子“結合能”的差異造成的。核聚變是為活躍的或“主序”恆星或其他高星等提供能量的過程。

產生比鐵-56或鎳-62輕的核的熔合過程通常會產生淨能量釋放。這些元素分別具有每個核子的最小質量和每個核子的最大結合能。向這些方向的輕元素聚變釋放能量(放熱過程)，而產生比這些元素更重的原子核的聚變過程將導致核子保留能量，而產生的反應是吸熱的。反向過程即核裂變的情況恰恰相反。這意味著較輕的元素，如氫和氦，通常更容易聚變；而較重的元素，如鈾、釷和鈽，則更容易裂變。超新星的極端天體物理事件可以產生足夠的能量來將原子核融合成比鐵更重的元素。

圖 太陽是一顆主序星，因此它的能量來自於氫核與氦的核聚變。在它的核心，太陽每秒聚變6.2億噸氫。

1920年，阿瑟·愛丁頓提出氫氦聚變可能是恆星能量的主要來源。1929年弗里德里希·洪德(Friedrich Hund)發現了量子隧穿現象，不久之後，羅伯特·阿特金森(Robert Atkinson)和弗裡茨·霍特曼斯(Fritz Houtermans)利用測量到的輕元素質量，證明了融合小原子核可以釋放出大量能量。在歐內斯特•盧瑟福(Ernest Rutherford)早期核轉化實驗的基礎上，馬克•奧列芬特(Mark Oliphant)於1932年完成了氫同位素的實驗室融合。在那十年的時間裡，漢斯·貝特提出了恆星核聚變主週期的理論。為軍事目的而進行的核聚變研究始於20世紀40年代初，是曼哈頓計劃的一部分。核聚變是1951年透過溫室專案核試驗完成的。1952年11月1日，艾薇麥克氫彈試驗首次在爆炸中進行了大規模核聚變反應。

圖 核結合能曲線。核的質量達到鐵56釋放能量，如上所示。

發展民用受控熱核融合的研究始於20世紀40年代，並一直持續到今天。

常規意義上的核聚變材料指的是氘核與氚核，而氘核與氚核也是核聚變的最佳燃料。

在地球的自然海洋中，氘的自然丰度約為氫的6420分之1。因此，氘約佔海洋中所有自然存在的氫的0.02%(或按質量計算，0.03%)。

天然存在的氚在地球上極為罕見，在大氣中只含有微量，由氣體與宇宙射線的相互作用形成。而氚含量稀有的原因是，氚的半衰期很短，只有大約12年，意味著每過12年就要衰減一半，所以現今使用的氚大多利用人工合成。

圖 氚

答：在地球海水中，擁有數百萬億噸的氘核，如果這些氘核透過核聚變給人類提供能源，那麼足夠人類使用數十億年之久。

氫有三種同位素“氕氘氚”，每種同位素都能發生核聚變反應，但是所需條件相差極大：

氕核的核聚變條件是最高的，氘核與氚核發生聚變的條件最低，所以可控核聚變的材料也是氘核與氚核，氫彈也是利用這個反應，反應方程式為：

3H+2H→4He+n，ΔE=14.6MeV;

在大自然中，氫主要以氕核的形式存在，氘核的含量為0.02%，氚核更是低到10^-15%，而且氚核的半衰期不長，只有12.5年。

於是可控核聚變技術的關鍵之一，就是提取氘核與氚核，氘核可以直接從海水中提取，地球海水總量大約為1.4*10^18噸，於是海水中的氘核含量大約為2.7*10^14噸（270萬億噸）。考慮氘核萃取不可能達到100%，海水中也存在數十萬億噸的氘核可供人類使用。

氚核在海水中的含量太低，只能透過其他方式獲得，目前最主要的方法，是利用反應堆中釋放的中子，和鋰碰撞產生，反應方程式為：

Li＋n→4He＋3H；

鋰屬於稀有金屬，地殼中可供人類開採的大約為400萬噸，這也足夠人類使用數萬年之久，到時候也許人類已經找到了其他製取氚核的方式，或者已經發展出氦-3的核聚變技術。

所以，要說海水中有多少核聚變材料的話，氘核幾乎是取之不盡用之不竭的，而氚核需要透過其他方式來獲取；即便如此，在地球的化石燃料快用完之際，核聚變技術也是最理想的能量獲取方式。

地球海水有多少核聚變材料？

如果忽略聚變的條件的話，海洋裡所有水中的氫元素都可以聚變，這樣一算，這個質量就是天文數字了，水中氫氧質量比例是1：8，比如9噸海水中，有一噸是氫元素，另外8噸是氧元素，當然忽略了水中的各種鹽類以及雜質等！

但以人類重點微末道行，連最容易的氚氘聚變都無法達到！因此當前人類正在全力突破的就是氚氘聚變，那麼氚氘到底是什麼元素呢？跟氫元素又有什麼關係呢？

一、氫元素的分類

其實物質與物質之間的區別就是質子數不一樣，而不同的中子數則表示這種元素的同位素，而我們所說的氫元素有三種同位素，分別是氕氘氚，是不是很好玩的三個字？分別念（[piē]、[dāo]、[chuān]）!

氕只有一個質子和一個核外電子；

氘有一個質子和一個種子以及一個核外電子；

氚有一個質子和兩個中子和一個核外電子；

氚氘聚變條件是最低的，而氕聚變的條件在氫同位素中最高的！

但自然界中最多的是氕，幾乎所有的氫元素都已氕的形式存在，氘為0.02%，氚核則低到令人髮指的10^-15%，當然地球上的海水總共約有：1.386×10^18噸，所以這個比例下，還是很可觀的，但從海水中提取氚實在是勞心勞累，現代氚的生產一般都是在裂變堆中用中子轟擊鋰元素產生！這會影響裂變堆效率嗎？其實不將這些中子利用起來也要用減速劑來吸收掉，比如重水或者早期的石墨等，現在用來生產氚不是廢物利用麼？

二、聚變的能量有多大？

也許除了正反物質的湮滅之外我們已經找不出比這能量更大的物理過程了！

3H+2H→4He+n，ΔE=14.6MeV;

1質子2中子的氚原子核和1質子1中子的氘原子核結合成2質子2中子的氦原子核，放出一個多餘的中子，並釋放出約14.6MeV的能量，這個過程可以用愛因斯坦的質能方程表示：

當然正反物質的湮滅也可以用這個公式來計算，但兩者不一樣的是湮滅是100%的質量轉換為能量，而聚變大約只有0.7%，兩者相差大約142.86倍！

三、終極的聚變是哪一種？

中子在裂變堆中可是個好東西，因為裂變材料的原子核必須獲得一箇中子後才能裂變，而且裂變堆可以將堆芯用種子吸收材料包圍起來，因此裂變堆的中子處理還是比較容易的，唯一的缺點就是裂變堆安全外殼破損後輻射外洩的可能！

而聚變堆聚變腔則是高度真空，氚氘聚變過程中將產生多餘的中子，而空空如也的真空室只能有內壁來承受中子的轟擊！理論上來看似乎沒問題，但不要忘記了吸收了中子的內壁將會“變性”，而這種改變成為“中子嬗變”，簡單一點的說過陣子內壁就不是我們裝進去的那個材料了，而且還具有放射性，這不是很要命？在現階段技術有限的情況下，我們還是先實現氚氘聚變，但最終是氦三，這個沒有中子的聚變是我們所追求的！

四、氦三來自哪裡？

氦三來自太陽的核聚變以及太陽風將粒子輸送到太陽系的各個角落，那麼您肯定會認為地球上也有很多氦三了？很抱歉地球有一個大氣層和磁場！

地球磁場在保護生物與大氣層的同時也將氦三擋在外面了，所以沒有大氣層和磁場的水星和月球就成了首選之地，當然毫無疑問是月球，儘管水星的氦三豐度可能更高，但距離地球實在有些遙遠，而且從水星飛往地球，逃逸速度達到了48KM/S，人類這點技術，根本不可能從水星軌道回來，所以還是月球上挖挖氦三就差不多了！但事實上我們距離氦三聚變還很遙遠，所以探月工程中的氦三開採，不過是大餅而已，但就現在的技術，連這個餅都還沒畫圓！

你這話問的不嚴謹！理論上地球上所有一切鐵以下的元素都可以聚變，只不過原子核質量越大的元素需求的聚變條件越苛刻，就目前人類科技也就只能實現了氫同位素（氘氚）氦-3等輕原子核基礎元素的聚變方法（非可控）。而海水裡氘含量還是很多的，據估算大約有40億萬噸。。。。

人類最早掌握的核能是核裂變，並以此造出了原子彈，而核聚變需要的溫度和壓力是非常高的，因此氫彈是用一個小型原子彈爆炸產生的高溫高壓來觸發核聚變反應的，這也是為什麼氫彈威力遠超原子彈的原因。

不論核裂變還是核聚變本質上都是質能轉化，核裂變的質能轉化率為0.08%，核聚變為0.7%，所以世界各國都在研究可控核聚變看中的就是核聚變的轉化率以及無汙染無輻射，可以說一旦可控核聚變成為現實，能源危機就永遠消失了。

正如核裂變需要鈾235或者鈽239一樣，核聚變同樣也需要材料才能產生核聚變反應，這材料就是地球海洋中氫三中同位素氕氘氚（念成撇刀川就行），不過這些元素的聚變難度是不一樣的，氚氘聚變最簡單，氕最難。

然而如果我們不考慮聚變難度的話，地球海水中全部的氫元素都能用來核聚變，產生的能量足夠人類使用數十億上百億年，從根本上解決能源和汙染問題。

然而理想很豐滿現實很骨感，可控核聚變技術從上個世紀被研究到現在也沒有投入實際商用，甚至於在可控核聚變領域都出現了了“50年定律”，意思就是說距離可控核聚變實現永遠都只有50年。