从理论上讲，核聚变是完美的能源，只要把氘和氚这两种氢的同位素，放进聚变反应装置，就能得到大量的能量。这过程既不产生任何碳排放，万一出故障，也不产生任何放射性污染。

唯一的问题是，现有的聚变反应装置非常庞大而复杂。在过去几十年里，世界各国已投入了无数资金，可是离商用仍然十分遥远。但是在英国牛津，最近一个革命性的新装置已建成，有望在2030年前投入运行。令人难以置信的是，这项新技术的灵感来自螳螂虾。

迄今的聚变反应堆为什么不实用?

在深入了解这项新技术之前，我们首先需要了解为什么迄今还没有研制出可商用的聚变反应堆。实际上，让氢的两种同位素融合成氦是相对容易的。你只需要提供足够高的压强和温度，使带相同正电荷的氘或氚原子核有足够的动能来克服静电排斥力——这个排斥力随着距离的缩短而急剧增大。

然而，目前的反应堆，如磁约束反应堆、惯性约束反应堆，都非常复杂而且耗能。它们都需要强大而精确的磁场或激光来使反应进行。这些机器的每一环节都存在着损失能量的机会，使得反应堆的输出能量少于我们投入的能量。这样的反应堆当然是不实用的。

对于这些问题，一个解决方案是寄希望于未来更强大的计算机模拟和更尖端的材料来降低能耗，但这需要时间。而英国牛津的轻型聚变反应堆，却采取一种完全不同的策略。它通过简化整个装置，来减少能量损失。

如何简化核聚变装置?说来难以置信，科学家竟然从螳螂虾身上找到了灵感。

动物界的“拳王”

螳螂虾是海洋中常见的一种生物。但它却是动物界令人生畏的“拳王”。

螳螂虾有一对粗壮有力的前肢，前端形成拳头形状。它在水中能以12～23米/秒的速度挥动铁拳，瞬间冲击力超过了自身重量的2500倍，差不多是两个成人的标准体重之和。如果拿冲力除以拳头的接触面积，那么瞬间产生的压强相当于0.22厘米口径的手枪射出的一颗子弹。螳螂虾用这对铁拳砸碎蛤类和蜗牛的壳，打晕螃蟹和呆笨的小鱼，使它们沦为自己的腹中餐。养在鱼缸里的螳螂虾，甚至能够击穿厚厚的玻璃。

螳螂虾铁拳的惊人威力，除了自身的力量外，事实上还得益于气穴效应。在水中快速挥拳头，因拳头与水摩擦，瞬间产生的高温将让周围的水气化，形成微小的气泡;这些气泡产生后，受到周围水体的挤压，存在时间只有十亿分之一秒，随后破裂。由于气泡小，周围大量的水体在极短的时间里对它挤压，这导致气泡积聚了很大的能量。当破裂时，释放出的能量足以产生冲击波甚至闪光，局部温度比太阳表面还高。这一现象叫气穴效应。

科学家在建造轻型聚变反应堆的时候，就借鉴了螳螂虾拳头的气穴效应。这与太阳这座天然的聚变反应堆的原理是一样的。

实用的轻型聚变反应堆

这种轻型聚变反应堆利用远超过音速的冲击波来创造核聚变所需的温度和压强。它从一个含有氢同位素气体的小球开始。小球以自由落体运动的方式被扔进反应堆。当它到达中央时，一个类似于“轨道枪”的装置以6千米/秒的速度向它发射一颗微小的子弹。子弹击中小球，将其直径从几毫米压缩到只有100微米(约为最初直径的5%)，使小球获得极高的能量。当它破裂时，出现类似螳螂虾拳头的气穴效应，它释放出很大的能量，这将导致核聚变，并释放高能的光子。然后，使用液态金属锂捕获高能光子，将其转化为可资利用的热能。

这个反应堆只有四个简单的部分：一把枪，一个燃料小球，一个反应室，以及一个能量捕获器。我们可以很容易使每一部分都达到惊人的效率，避免能量损失。

已建成的这样一个反应堆，不仅实现了聚变，而且效率可与当前最领先的大型核聚变设备相媲美。一个“新生儿”刚一诞生就能达到这样的水平，可谓身手不凡，前途无量。

科学家宣布，他们将在此基础上建造一个可商业化运营的核聚变反应堆，到2030年输出功率可达744兆瓦。预计其成本将低于10亿美元，是其他核聚变装置的几十分之一。届时，每千瓦时的电力成本也将远低于目前市场的平均成本。