為了降低燃料棒的溫度，以防止再次爆炸 福島核電站由於海嘯和地震的原因導致冷卻系統發生故障，無法對核反應堆進行降溫，而福島核電站的爆炸也是由於溫度過高，一些可燃性氣體比如氫氣等發生爆炸。

冷卻系統壞了以後由於核反應柱芯沒有取出，核反應繼續進行，這樣就導致了核反應堆為溫度過高，核物質會因溫度過高而融化形成氣體煙霧飄入大氣層對大氣層產生核汙染，注水就是為了給反應堆降溫防止核物質融化。

2021年4月13日，福島地震10年後，日本政府正式決定向海洋排放福島第一核電站的核廢水，這遭到包括中國在內的多國強烈反對。這些核廢水是震後為了避免反應堆芯熔燬，引入海水冷卻從而產生的大量汙水。所有儲水設施總容量為137萬噸，預計到2022年秋達到頂峰。日本政府稱已用專用裝置去除了大量放射性物質，但氚無法除去。

當年地震時，核電站的核心部件——核反應堆遭到了破壞，其內部的210噸冷卻水外洩，而日本方面為了防止堆芯熔化，在洩漏處無法修補的情況下，只能不斷地向反應堆注入新的冷卻水。這就好比一個水池，一邊放水，另一邊注水，從而達到平衡。據資料顯示，每天會產生150噸的核廢水。

受2011年發生的大地震及海嘯影響，福島第一核電站1至3號機組堆芯熔燬。事故發生後，福島第一核電站的運營方東京電力公司（簡稱“東電”）持續向1至3號機組安全殼內注水以冷卻堆芯並回收廢水。

截至今年3月，加上地下水和雨水的不斷匯入，該核電站內已產生125萬噸核廢水，且以每天140噸的速度增加。其現有儲水罐的容量上限為137萬噸，東電稱到2022年秋季這些儲水罐將全部裝滿，且無更多空地用於大量建設儲水罐。日本政府和東電認為需確保福島第一核電站內有空間用於儲存反應堆報廢過程中產生的大量放射性物質。

如果實現了可控核聚變，任何耗能的專案的可行度都將大大提高。將海水淡化抽到塔克拉瑪干沙漠就是個十分耗能的工程，因此有巨大的能源供給必然會給這樣的工程提供實現的基礎。

核聚變是跟太陽燃燒發光發熱同類原理的核能。與核裂變讓原子核分裂釋放能量相反，核聚變將原子融合在一起釋放能量。但維持核聚變需要大量的熱和壓力，這也需要能量，這是核聚變比較困難的原因。

核聚變可行嗎？實際在地球上的熱核聚變實驗反應堆已經點了幾次火了，但到目前為止還沒有獲得能源的淨輸出（因為投入的比輸出的多）。

核聚變的三種最著名的實現方式：

束靶融合

束束融合

熱核聚變

上圖：核聚變（左）與核裂變（右），都能釋放能量，也都會釋放中子。中子是核汙染的主要因素，因為中子會被非放射性元素吸收變成放射性同位素。

通常是採用所謂的託卡馬克裝置，這是一種環形（看起來像甜甜圈）的核聚變反應器型別。環形裝置內的磁鐵可約束溫度和壓力極高的等離子體，以達到與太陽類似的條件（實際上溫度會比太陽還高，因為太陽上的壓力更大，需要的溫度就降低了）。

在環形反應室內，將氫同位素（氘和氚）加熱到1億度，以觸發聚變，如果這個過程能夠自維持持續進行，無需再新增任何能量，那麼反應器才能被確認成功。

反應器試驗成功之後才會進行進一步的商業化開發，建造真正的核反應電廠。

只需要少量的燃料就可以產生巨量的能量，這是核反應的特色，因為它的燃料是物質的質量，是完全損失掉物質的質量以愛因斯坦質能方程（E=mc^2）的關係輸出能量，因為質能方程中的係數c^2是個非常大的數（9*10^12），因此一點點質量就可以轉換為大量的能量。

但是核電廠的原料成本和維護成本也比較高，諸如要實現氘氚核聚變需要的氘和氚就比較難提取。氘相對丰度較高，每6420個氫同位素原子中就能找到一個氘原子，而氚相對較少。

幸運的是，氚可以透過鋰的核反應來生成。鋰在自然界相對豐富，可以從溶解在海水中的鹽中提取，這個成本是負擔得起的。國際熱核實驗堆（ITER）估計，鋰礦可以提供足夠的鋰來為聚變電廠提供1000多年的電力，而海水中的鋰可以滿足大約六百萬年的整個世界能源需求。

氚也是一般核電廠裂變堆的副產物，也可以在聚變反應過程中用“鋰覆蓋層”產生。從聚變中使用的等離子體中逸出的自由中子與反應堆堆芯“覆蓋層”壁中所含的液態鋰相互作用，可以生成氚，然後可將其用於反應本身。這個過程被稱為“氚繁殖”。

福島核電站現在想向太平洋傾倒的就是富含氚的放射性汙水（氚有輕微的β衰變，就是發射出電子，而氘沒有放射性）。世界上所有核裂變反應堆都可以生產生氚。所以說不定可以讓核聚變發電廠跟核裂變發電廠協作一下，由核裂變發電廠為核聚變發電廠提供“點火”的電能，同時也提供氚燃料，這不是一舉兩得嗎？

除了燃料問題，核聚變釋放的中子會逐漸損耗核聚變容器，使得容器壁上的物質變得具有放射性，核聚變設施需要不斷更換，處理這些更換下來的廢件需要嚴密的放射性防護措施，這也會極大的增加核聚變的成本。目前科學家們還沒有走到這一步，估計下一步這些現實的商業化問題會給人類開啟核聚變能帶來強大的經濟學阻礙（技術不是問題，但成本是問題）。

阻礙核聚變成為有效的能源的因素主要在於反應堆之外——包括過高的成本，安全問題以及維持聚變反應所需的嚴酷條件。

核電面臨的首要問題就是是相關的財務成本。

根據西方估算：2016年，建造和運營核電站的資本成本為每千瓦5945美元，而最先進的燃煤電廠的成本從226美元到5084美元不等。天然氣發電廠的成本為678美元到1342美元不等。考慮到資金成本和能源生產成本，目前的核電廠是第二昂貴的電廠。核聚變電廠的總資本投資估計為85.25億美元。 目前聚變發電的平均電成本（電廠整個生命週期的成本之和除以所產生的電能的總和）估計為每毫瓦時117美元，這顯然太太太貴了！

上圖：各種電廠的平準化發電成本。從左到右：核裂變、煤炭、天然氣、在岸風能、核聚變、太陽能、離岸風能。淺藍色是最低值、深藍色為最高值、黃色曲線是平均值。

只要有能量，這一點都不是問題，包括建立灌溉渠道的能量也都能包含在裡面。甚至你想灌溉撒哈拉沙漠都不是問題啊。

但實際上建設一個把印度洋的水汽引入新疆腹地的設施可能會更順其自然，畢竟灌水只是治標不是治本，塔克拉瑪干沙漠乾燥的原因是蒸發量大於降水量，不是灌水就能解決氣候問題的。要讓水汽和雲能夠飄過去，提供充足的自然降雨才行。

上圖：地形造成的乾旱才是沙漠的主要成因。

可控核聚變可能是人類下一次能源革命的根本動力，因為核聚變釋放的能量非常穩定。但是商業化還存在著一些問題，諸如燃料問題，這個似乎從技術上還比較好解決，但是發電成本在人類目前的生產力階段似乎還很高，似乎還不具備相關的經濟條件。

而就灌溉塔克拉瑪干沙漠以改善氣候來說，直接灌水的效果似乎並不那麼“自然”，這個方案對於改變當地生態是有用的，但確是一件不那麼經濟的做法。老子講：“道法自然”，無論掌握了多大的能量和能力，我們還是要遵從這個最基本的哲學（實際上也是經濟學）——違反自然的必然是最昂貴的！

如果實現了可控核聚變，專門建電站將海水淡化並抽到塔克拉瑪干沙漠改變氣候有可行性嗎？

可控核聚變應該是唯一一個全球參與的超級工程了，但從上世紀三十年代發現核聚變以來，到現在過去了將近90年，至今距離商業化還有一步之遙，仍然有大量的難題需要解決，但無疑可控核聚變的未來誘惑實在是太大，幾乎無限的能源為人類展示了一個無比光明的未來，當然無限能源讓改造沙漠也有了可能，如題，有可能嗎？

要討論這個問題，我們必須來簡單瞭解下什麼叫核聚變：簡單的說就是創造條件輕核結合成重核，這個過程將產生質量虧損，而損失的質量則以E=mc²方式釋放出來，由於光速的平方几近天文數字，因此核聚變的能量高到我們難以想象，比如只需285克氫元素聚變，即可產生2萬噸TNT爆炸的能量（廣島原子彈的威力）。

當然如此大能量的釋放絕不容易實現，比如氫的三種同位素氕氘氚，其中氕最難實現聚變，只有超高溫超高壓條件下才有可能實現一定機率的聚變，而氘和氚要求則相對較低，因此以人類的這點微末道行只能避開超級難的氕，轉而尋求氘和氚聚變，但即使如此，氘和氚的難度仍然極高，到現在已經努力數十年了，距離成功仍然是一步之遙。

而另一個壞訊息是氘在海水中的含量為0.02%，比例很低，但海水取之不竭，因此氘不用擔心，但氚就只能呵呵了，因為它是一種半衰期為12.43年的物質，所以自然界中幾乎就不存在，只能生產，各位可以打聽下它的單價，估計數千萬美元/千克。

不過還有個好訊息可以告訴大家，熱中子轟擊鋰可以生產氚，而裂變堆和未來的氘氚聚變堆中都會有多餘的中子，因此仍然可以邊生產邊發電，良性迴圈啊，能源解決，成本降低了嗎？

答案是沒有！

到2016年10月為止，全世界為之傾倒的ITER已經投入了超過160億歐元，如果加上各國自行開展的可控核聚變研究的資金，那麼總共超過上千億美元估計還算少的。假如未來實現了可控核聚變，請問這些資金怎麼分攤到成本中？以50年為基數分攤？這50年中上千億美元的利息累計就是一件難以想象的事情。

所以等未來實現了可控核聚變，我們相信太陽能水電以及壽命期內且環保達標的火電，風電等等，都會構成可控核聚變電能強有力的對手，特別是水電，簡直就不需要成本，完全只有建設和維護而已，可控核聚變沒有優勢。

因此可控核聚變的電能不可能用來淡化海水這種可以用太陽能蒸發完成的工作，畢竟海水淡化不像電能實時性要求太高，可以有太陽的時候工作，沒太陽的時候採用電能。

很多朋友認為沙漠植樹就可以了，但其實不是這樣，比如我們治理幾近成功的毛烏素沙漠，地下水層比較淺，植樹後存活率比較高，因此恢復綠植的可能性很大，當然這不能忽略了植樹造林過程中付出的大量努力，畢竟毛烏素當年已經徹底沙化了。

比如塔克拉瑪干沙漠是西風帶引起的，只不過因為青藏高原的遮擋，導致西風帶北移和高聳的喜馬拉雅山與青藏高原阻擋了水汽北上而造就了塔克拉瑪干沙漠，它地下水很深，蒸發量極大，僅有的雪山融水在無法保證沙漠地區的植被灌溉，而且塔克拉瑪干沙漠移動砂層厚達上百米，這使得塔克拉瑪干沙漠的改造極為困難。

從這個天然劣勢上，似乎根本無法改造塔克拉瑪干沙漠，因為它的海拔數百米到上千米不等，如果從黃海逐級抽水上塔克拉瑪干沙漠幾乎是一件不可能完成的任務，但請勿急躁，在塔克拉瑪干沙漠的東北部有一個吐魯番盤地，此處海拔比較低，最低的艾丁湖甚至低於海平面154.31米。

倒是有一種可能，將黃海引入艾丁湖，形成自流，不過將近數千公里的路程，就150米落差，幾乎和平地差不多，必須要少許泵站提升，當然這比提升上千米成本要低很多，最終在吐魯番盆地形成一個區域性的湖泊，進水量=蒸發量，形成平衡。

這將形成一個區域性蒸發量的優勢，水汽會在附近區域產生迴圈降雨，當然這是海水，大量蒸發後鹽分富集會形成鹽湖，開發鹽湖也是一種資源利用。水汽降雨的徑流引向塔克拉瑪干沙漠，從東北角開始，逐漸向西南擴充套件，形成規模效應。

所以，治理塔克拉瑪干沙漠與核聚變無關，也許未來根本就不打算治理塔克拉瑪干沙漠，這種流動性沙漠治理難度太大，不如將更容易治理的北疆和吐魯番盆地處著手，真正治理其實也不需要淡水，自然蒸發改善區域性氣候，也許會讓塔克拉瑪干沙漠改觀。

可控核聚變都實現了，為啥要改造沙漠？

這好比一個窮屌絲，突然有了1000億美金的財富，他會視全世界美女而不見，回頭拿1000億美金去追村裡的50歲老寡婦嗎。

可控核聚變對人類的影響是深遠的。

1.一步到位解決農業問題，讓農業擺脫Sunny，水，土地的限制，有專業人員做過計算，1萬平方公里摩天大樓農業區可以滿足100億人的食物供應，綽綽有餘。

2.一步到位解決環境問題，各類環境汙染源頭都根本上消除，沒有什麼是無限能源做不到的，青山綠水，空氣PM2.5全球控到5以下輕輕鬆鬆。

3.地球人口容量擴大100倍到10000億人輕輕鬆鬆，人類下一步發展將轉入地下，開發地球深層資源，建立地下大都市，數以萬計的特大地下都市雨後春筍般出現。

4. 太空開發指數級增長，月球都市都開始慢慢建立，到畢竟是太空，地球對人類價值始終會比其它星球高出無數倍，光年外一個同類星球，不及地球一把土，畢竟可控核聚變還不算絕對的無限能源，人類實際活動出太陽系就難說了。

所謂的“核聚變”就是將核爆炸控制在一個限定的範圍中，長時間地輸出能源，造成“人造太陽”的效果，這個是比核反應堆要先進很多等級的事物，核聚變能夠解決人類能源問題，是各國爭先研究的前沿課題。

核聚變示意圖

核聚變的應用需要解決兩大問題，第一個問題就是約束力的問題，要麼就具有一個堅固無比的”容器“，要麼就像太陽內部有巨大的引力，將核聚變產生的能量和物質牢牢地吸引住，對外以光和熱產生輻射。

”容器“是不可能有的，人類還沒有能力建造可以容納核聚變的器物，那目前可控的核聚變就有三個方向了，那就是磁約束、重力約束、慣性約束。

海水淡化

一旦攻克了核聚變，能源將不再是困擾人類的問題，那將會擁有源源不斷的廉價能源。

只要有足夠的能源，將海水淡化並且輸送到塔克拉瑪干沙漠，完全不存在技術上的問題，當大量的海水進入到塔克拉瑪干沙漠後，會形成人工湖，帶來降水改變當地的氣候，也有可能經過一定的時期後，沙漠變成綠洲，這也是可以期待的事情。

沙漠綠洲

有一點可以肯定的是，塔克拉瑪干沙漠變成綠洲之後，周圍的環境也會發生變化，這種變化帶來的後果到底是有利還是有弊，可能需要綜合權衡。

所以，從理論上來看，將海水淡化並抽到塔克拉瑪干沙漠改變氣候是具有可行性的，但是對周邊生態的影響需要經過充分評估。

沒任何可行性。

塔克拉瑪干沙漠之所以形成大陸乾旱性氣候，並不是因為缺水，世界第五大內陸河 - 塔里木河流經它的北部地區，此外附近還有發源於崑崙山脈的葉爾羌河、和田河和車爾臣河。

而是因為它位於亞歐大陸的最深處，東面太平洋的水份無法透過空氣對流到達這裡，南面的青藏高原和西面的帕米爾高原又阻擋了印度洋的暖溼氣流。這造成塔克拉瑪干沙漠平均年降水不超過100毫米，平均蒸發量卻高達2500～3400毫米。

並且由於整個沙漠受西北和南北兩個盛行風向的交叉影響，風沙活動十分頻繁而劇烈，全年有1/3是風沙日，流動沙丘佔80%以上。流沙地貌和旺盛的蒸發讓任何水分都無法保留在地表上，形成了現在塔克拉瑪干沙漠地表乾涸，地下水存在的概況。

要解決塔克拉瑪干沙漠的乾旱性氣候，最根本的辦法是把青藏高原和帕米爾高原改成平原，這樣印度洋的海風將給這裡帶來足夠的水分，並永久性改變風向從而根治沙塵暴造成的流沙地貌。

不解決根本問題，就往裡灌水，那灌多少蒸發多少，灌的太多還要鬧水災。

7月份新聞播報了強降雨導致塔克拉瑪干沙漠出現了水災，建造核聚變電站的目的不就要這樣嗎？這下不用耗費巨資了，全是水，結果是抗洪救災，然後水分迅速蒸發，氣候依然如此。

塔克拉瑪干沙漠的氣候，是地殼板塊運動的結果，不從根本上解決只引入水源，打破大自然的迴圈體系，非但解決不了問題，還會給當地的生態環境造成無法逆轉的惡果。

這和覺得非洲熱，認為只要給它們足夠的降雪，就同樣能四季分明的邏輯一樣。

大約在不少人的心目中，似乎掌握了可控核聚變技術，所有的問題都可以解決了。

那我要潑一盆冷水了，可控核聚變分為三種，氚-氘核聚變，氚-氦三核聚變和氦三-氦三核聚變。

人類現在攻關的是氚-氘核聚變，這是初級核聚變，也是難度最小的一種，其他難度高上10倍不止。

氚-氘核聚變的能量轉換率比現在的核裂變電站高不了多少，並且氚-氘核聚變產生的中子輻射還要大於核裂變電站。

迄今為止，中國的核裂變電站均建造於沿海，內陸沒有一座，曾經有湖南桃花江專案和江西彭澤專案，前期巨資投入後來因為民眾反對全部停工。

在初期，核聚變電站未形成規模化，它的燃料會極其昂貴。雖然海水中富含氘，但是由於產業需求極小提純費用很高，氚則需要用中子和鋰產生反應後獲得，同樣價格驚人，核聚變電站商業執行電費絕對不便宜。

不要幻想可控核聚變一旦研發成功似乎電費就不要錢了，人人開皮卡，空調不用關，生產力嗖嗖攀升，物價低的嚇人，這不是現實，是烏托邦。