核聚變的原理其實就是把輕原子核“捏”在一起，然后這些輕原子核就會發(fā)生聚合反應，在這個反應過程中會出現(xiàn)一些質量虧損，從而釋放出強大的能量。然而因為原子核都帶正電，它們之間會互相排斥，再加上原子核又小得離譜，我們根本不可能真的去把它們“捏”在一起，所以要啟動核聚變是很難的。

科學家們通常是利用高溫高壓來啟動核聚變，這是因為高溫可以使原子中的電子掙脫原子核的束縛，并讓原子核具備足以克服排斥力的動能，而高壓則可以增加原子核的密度，使它們更加容易聚合。

正是因為如此，我們想要實現(xiàn)可控核聚變，就必須要創(chuàng)造一個能夠長時間維持超高溫度以及壓強的封閉環(huán)境，這對于人類目前的科技水平來講是非常困難的。可以看到，假如有一種冷核聚變技術，能夠在相對較低的溫度甚至是常溫下點燃核聚變，上述的困難就能夠得到很好的解決，人類也就能夠輕松地實現(xiàn)可控核聚變了。

要知道可控核聚變是我們人類夢寐以求的超級能源，如果掌握了這種技術，我們就可以得到幾乎無限的能量，人類文明水平將會因此而出現(xiàn)前所未有的飛躍。因此可以說，掌握了冷核聚變，人類成為星際文明指日可待。

冷核聚變的原理是什么？未來能夠實現(xiàn)嗎？

冷核聚變的概念最初是由猶他大學的化學系主任彭斯（Stanley Pons）和南安普敦大學的化學系教授弗萊西曼（Martin Fleischmann）公開提出的，這兩位科學家指出，如果將兩個氘原子強行塞進一個狹小的空間，它們就可能會發(fā)生冷核聚變，而金屬鈀的原子結構使這種想法變成了可能。

在晶體的內部，原子都是按照嚴格的幾何規(guī)律來排列的，如果將每個原子看成一個點，再將這些點用直線連起來，就形成了有規(guī)律的幾何空間格架，這被稱為“晶格”，下圖為金屬鈀晶格的最基本的幾何單元。

這樣的原子結構使鈀擁有了超強的吸附氫氣的能力，相關數(shù)據(jù)顯示，1體積的海綿鈀能夠吸附900體積的氫氣，而1體積的膠體鈀甚至能夠吸附1200體積的氫氣，可以看到，如果想辦法將大量的氫原子塞進金屬鈀的晶格里，那么它們就可能在這里發(fā)生冷核聚變。

這兩位科學家設計了一個陰極由鈀制成的電解槽，他們的思路是，當用這個電解槽來電解重水（注：重水是由氫的同位素氘和氧組成的化合物）的時候，重水里的氘原子核就會在電流的作用下被大量地塞進鈀的晶格里，從而引發(fā)冷核聚變。

1989年3月23日，弗萊西曼和彭斯在新聞發(fā)布會上宣布，他們在實驗中得到了氦-4，并且觀測到了異常的能量釋放，這無法用任何化學反應的原理來解釋，這就意味著，他們實現(xiàn)了冷核聚變。消息一出馬上轟動了整個科學界，然而在接下來的時間里，絕大多數(shù)科學家所做的重復實驗都以失敗告終，弗萊西曼和彭斯的實驗因此而受到了大量的質疑，同年5月，美國物理學會徹底否定了他們的實驗結果。

于是冷核聚變就這樣被人們冷落了，甚至還有人將其歸入“偽科學”之列，然而還是有一些科學家對冷核聚變的原理表示認同，仍然在致力于這一領域的研究。2015年春天，冷核聚變得到了谷歌公司的重視，他們決定投入1000萬美元的資金，與麻省理工學院等研究團隊聯(lián)手對冷核聚變的可行性進行重新評估。

該研究的目標是利用先進的設備，對三個冷聚變領域的代表性結論進行嚴格的測試，這三個結論分別是：1、將鈀電極高度充氫能夠產生冷核聚變；2、在富氫環(huán)境中加熱金屬粉末能夠產生冷核聚變；3、利用脈沖放電在氘氣中制造等離子體，并讓其轟擊鈀電極，就能產生冷核聚變。

在經(jīng)過大量的實驗以后，2019年，谷歌公司的研究團隊在《自然》雜志上公布了此次研究的成果——根據(jù)上述三種代表性結論設計的冷聚變實驗，全部失敗……

這無疑是對冷核聚變的一個毀滅性的打擊，那么冷核聚變在未來真的就不能夠實現(xiàn)嗎？其實我們還能看到一些希望。

μ子是一種與電子一樣的輕子，它帶負電，其質量為電子的207倍，如果將氫原子中的電子替換為μ子，就可以使氫原子核間的距離縮小196倍，這極大的提高了核聚變的概率，事實上，科學家已經(jīng)通過實驗證實，利用μ子催化聚變的技術是可以實現(xiàn)冷核聚變的。

但因為μ子的半衰期只有2.2微秒，并且還容易被核聚變生成的α粒子捕獲，這會導致輸入的能量遠遠大于其輸出的能量，所以在目前的μ子催化聚變技術還面臨著很大的困難。可以想象的是，假如未來的人類找到了穩(wěn)定的μ子化合物，那么冷核聚變也就唾手可得了。

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