很多时候 ， 我们过分强调了科学研究的枯燥 ， 其实探索自然界奥秘的好奇心和解决难题的满足感是对科学家探索最大的激励 。 “我们科学探索的回报就是发现的乐趣和好奇心的满足 ， 我们认为这要比美食、游戏或其它娱乐活动所产生的多巴胺要强得多 。 ”张杰开玩笑说 。
实验室里的“人造太阳”：可控核聚变的两条研究路都走到了门槛
太阳和许多恒星的内部温度高达千万摄氏度以上 ， 每时每刻都在发生着剧烈的核聚变反应 。 张杰介绍 ， 太阳每秒放出的能量约为3.9×10^26焦耳 ， 虽然到达地球表面的仅为太阳每秒释放能量的10亿分之一 ， 但这也是巨大的能量 ， 正是这个能量 ， 才使得地球上的一切生命活动成为可能 。
【能源|专访｜张杰院士：追逐激光，从“人造太阳”到微观世界探索】核聚变反应是宇宙中的普遍现象 ， 它是恒星（例如太阳）的能量来源 。 核聚变能也是全世界能源发展的前沿方向 ， 如果人类可以掌控这种能量 ， 就能摆脱目前地球的能源与环境危机的困扰 。
可控核聚变所需要的原料是氢元素中的两个同位素氘和氚 。 氘可从海水中提取 ， 氚可以由地球上储量非常丰富的锂生成 。 据估测 ， 1升海水中提取出的氘若完全参与聚变反应 ， 放出的能量相当于300升汽油燃烧释放的能量 。 而氚又名超重氢 ， 半衰期12年 ， 它与氘之间的聚变反应相对起来最容易 。
张杰介绍 ， 一立方公里海水所含的氘经过聚变反应产生的能量就相当于地球上所有石油储备产生的总能量 ， 因此聚变能源的开发,将“一劳永逸”地解决人类的能源需要 。 但人类若想要在地球上成功实现受控热核聚变反应 ， 从而获得巨大能量 ， 就必须创造以下三个必要条件 。
一是极高的温度 ， 以使氘氚燃料成为超过1亿摄氏度的热等离子体；二是极高的密度 ， 以使氘氚原子核发生量子隧穿的概率变大 ， 而且便于将聚变产生的阿尔法粒子能量留下来继续参与核聚变反应；三是等离子体在有限的空间里被约束足够长时间 。
到目前为止 ， 人类对受控核聚变的研究主要分为两类 。 一是磁约束核聚变 ， 典型的实验装置如中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）和法国的ITER实验装置 。
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中科院合肥物质科学研究院的全超导托卡马克核聚变实验装置（EAST）
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法国的ITER实验装置
二是激光核聚变 ， 典型实验装置如我国的神光激光装置和美国的国家点火装置（NIF） 。 占地面积有三个足球场那么大的NIF采用传统的中心点火激光核聚变方案 。 NIF从2010年开始正式的点火实验 ， 在今年8月8日的一个发次中已经接近核聚变反应输出能量与输入能量的平衡点 。
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