核聚变所需条件

根据爱因斯坦的质能方程，元素的平均核子质量决定了元素的聚变或者裂变方向，在所有元素当中，铁元素的平均核子质量是最低，所以低于铁的元素，理论上都可以聚变。

但是各种元素发生聚变的条件不一样，这些条件包括温度、压力、等离子体温度、约束时间等等，人类目前的技术手段，主要靠提高温度来点燃聚变反应，其中氢元素的核聚变反应所需温度最低，大约需要1亿度，太阳内部的压力超过1000亿个大气压，在这样的超高压条件下也需要700万度。

相比之下，其他元素的核聚变条件更高，比如在大质量恒星的内部，拥有比太阳内部更高的压力，其中碳的核聚变需要大约2亿度，氖的核聚变需要10亿度，氧的核聚变需要20亿度，硅的核聚变需要30亿度。

在地球上，元素丰度排行依次为氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、碳、氮……，虽然氧和硅是地球上最多的元素，但是要让其发生核聚变所需温度太高，现阶段人类根本无法实现。

目前人类使用托卡马克装置，能稳定且持续达到的极限温度是2亿度，而且还是在压力不高的情况下，根本无法点燃重元素的核聚变反应;如果不考虑反应温度，那么人类世界就能像《流浪地球》中的那样，烧石头就能获取源源不断的能源。

为何是氘-氚，而不是氢的其他同位素组合?

氢元素一共有三种同位素，也就是氕(H)、氘(D)、氚(T)，氕核是独立的质子，理论上氕核与氕核也能聚变，然后生成氘核，反应方程式为：

H1+H1→D2+e(+)+ν，Q=1.442Mev;

但是氕核带正电，要让两个氕核结合起来并不容易，对于氘核和氚核来说，由于多了中子，中子起了缓和作用，使得D-D，D-T的结合更加容易，由于氚核比氘核还多一个中子，所以D-T的结合比D-D更容易，反应截面更大，核聚变所需温度也就更低。

理论上T-T的组合也可以，但是氚核在自然界的丰度为0.004%，氘核的丰度为0.016%，氘核是稳定元素，氚核半衰期为12.43年，制造氚核的成本比氘核高很多很多，而且还不易储存。

实际情况

人类研究核聚变已有几十年的时间，要实现可控核聚变还有很多技术有待攻克，实际考虑的情况也更为复杂，比如我们可以利用D-T生成高能中子，然后高能中子撞击锂结合生成氚核，可用于补充价格昂贵的氚。

对于人类而言，最理想的核聚变材料是氦-3，氦-3的聚变过程不会产生辐射，而且释放能量也比较高，聚变所需温度也在人类能实现的范围内，反应方程式为：

He3+He3→He4+2H1，Q=12.86Mev;

但是氦-3在地球上的含量极低，据估计，全球可开采的氦-3仅仅半吨，但是在月球上，可开采的氦-3高达100万吨以上，所以有些资料说，月球上最宝贵的资源就是氦-3。

冷核聚变神话

冷核聚变技术，是指在接近常温的情况下实现核聚变反应，类似《钢铁侠》中盔甲胸前的方舟反应炉，虽然历史上有不少宣称实现冷核聚变的例子，但是无一例外都被否定了，其中最著名的是1989年的“弗莱西曼-庞斯实验”。

在2015年，Google提供1000万美元，召集了大约30位科学家，试图重现弗莱西曼-庞斯实验，经过多年的研究后，科学家在2018年宣布研究结果为“冷核融合的证据不足”，基本上就是宣布了冷核聚变的死刑。