李水旺新一期視頻：
我們從哪裡獲取能源，來完成建造行星軌道環、改造行星這類宏偉工程？我常會探討一些無需革命性新型能源就能實現這些目標的方法，但也總會提到，如果掌握了核聚變技術，會帶來多大的便利。不過，我之前從未深入講解過細節。如今網上有很多講解核聚變原理的視頻，但很少有人真正探討，一台實用的核聚變反應堆會對經濟產生何等深遠的影響。
核聚變的名聲一直不太好，常被說成「永遠還差20年才能實現的技術」。不少誇大其詞的冷核聚變發明，更是讓人們對此心存疑慮。奇怪的是，人們對核聚變的懷疑，甚至超過了對超光速旅行這類我們明確知道在科學上不可能實現的技術。我想說明的是，我們討論的很多構想，沒有核聚變也能實現。核聚變確實是顛覆性技術，但人類想要拓展到星際空間，並非絕對離不開它。我不想讓大家覺得，要是沒有這項酷炫的技術，一切希望都將破滅。
今天，我們暫且拋開質疑，也不深究核聚變的實現機制。目前有多種不同的反應堆設計方案，都從不同角度嘗試實現核聚變，但還沒有一種能真正投入使用。逐一詳解這些設計，尤其是網上已有大量相關視頻的情況下，似乎沒什麼意義。不過，我會快速介紹一種最古老、且確實可行的已知設計，以此打消部分質疑。在此之前，先概述核聚變是什麼，以及它與核裂變的區別。
**核聚變**——恆星自身發光發熱的能量來源——是將大量輕元素（比如氫，或是氫的主要同位素氘）高速撞擊，融合成較重元素（比如氦；或是將氦融合成碳）的過程。這個過程會釋放巨大能量。因為氘原子由1個中子、1個質子和1個電子構成，而碳原子由6個中子、6個質子和6個電子構成，6個氘原子的總質量，明顯大於1個碳原子的質量。這些消失的質量轉化為了其他物質——中微子和高能光子，而我們可以利用這些光子發電。核聚變將輕元素融合成重元素，並在此過程中釋放能量，其釋放的能量極其巨大，同等重量下，是汽油、煤炭或乙醇的數百萬倍。
核裂變的原理則恰好相反：它將鈾這類重元素分裂成較輕元素，同時釋放能量。核聚變釋放的能量比核裂變更多，而且宇宙中氫、氘、氦的儲量，遠超過鈾，因此核聚變是更優質的能源。
但實現核聚變的難題在於，它需要極高的溫度和壓力，而在實驗室中維持這種條件，消耗的能量往往遠超最終產出的能量，還會損耗設備。這也是為什麼冷核聚變一直備受關注，儘管它目前看來不太可能實現。這也解釋了為什麼氫彈能成功——因為它只需製造一次劇烈爆炸，無需在意反應堆是否會在過程中被炸成原子塵埃。
這就引出了一種人類已知的人造核聚變形式，也是最早實現的一種：氫彈，也就是聚變彈。這種裝置，也催生了那句惱人的調侃：核聚變是「永遠屬於未來的技術」。人類從初步了解原子，到造出裂變彈、建成裂變發電廠，只用了一代人的時間；而廣島、長崎核爆後僅7年，我們就造出了氫彈。於是，有人過早地認為，核聚變也會以同樣快的速度實現，但事實並非如此。幾十年來，科學家不再斷言核聚變很快就能實現，如今，他們又重新對此抱有期待。
核聚變並非板上釘釘的事，我也不會說它只差20年，但就我個人而言，我非常樂觀，相信未來我們能攻克這個難題。說實話，我並不意外，20到30年後，我們就能擁有商用核聚變反應堆。
不過，我要說的不僅是理論上的聚變彈，還有一種我們一直以來都能實現的、實用的核聚變反應堆——我指的不是太陽。簡單來說，你可以建造一座核聚變反應堆：挖一個一英里寬、隔熱堅固的巨型地下掩體，注滿水，頂部安裝渦輪機。然後投入一枚聚變彈引爆，爆炸產生的熱量加熱水，生成蒸汽，驅動渦輪機發電。能量耗盡後，再投入一枚即可。這種方法一直都可行：每隔一小時，向幾英里寬、加固過的球形水域中投放一枚數百萬噸當量的核彈，產生的能量足以支撐整個工業化大陸的運轉。
不過，這種方法實在算不上理想。即便不考慮昂貴的發射裝置，氫彈的成本也不低；而這樣的設施，會讓胡佛水壩看起來像樂高積木搭建的玩具。但我把它提出來，是因為這是一種已知可行的核聚變發電方式。
現在，我們假設能造出更小型的核聚變反應堆，暫且不論實現方式，僅假設我們已經擁有了。這類反應堆主要分為兩類，都符合我們的需求：**緊湊型大功率反應堆**和**大型低功率反應堆**。這並非取決於效率，而是看反應堆整體（含燃料）每千克重量能輸出的功率。我們關注的關鍵臨界點是：能否造出一台功率足夠大、能將自身及部分有效載荷送入軌道的反應堆。
這就好比太陽能電池板：保守估算，大多數太陽能電池板每千克重量每年能產出約10億焦耳能量，使用壽命可達10年，總計每千克能產出超過100億焦耳能量。這個數值，是汽油或火箭燃料單位重量能量的數百倍，但這些能量需要在10年中緩慢釋放，因此無法用太陽能電池板製造發射飛行器——太空飛行需要在幾分鐘內釋放所有能量，而非10年。核裂變發電廠也是同理：即便鈾的單位重量能量遠超太陽能電池板和化石燃料，就算加上輻射屏蔽和發電設備的重量，能量密度依然很高，但核裂變發電廠無法從底部噴射蒸汽，將自身送入軌道。