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持高密度就越难。因此获得1亿度以上的点火温度和实现高温等离子体约束
是受控热核聚变面临的两大难题。根据劳逊判据，如果等离子体的密度大，
约束时间就短；如果等离子体密度度小，约束时间就长。所以人们沿磁约束
（低密度、高约束时间）和惯性约束（高密度、低约束时间）两种途径探索。
磁约束就是用一定强度和几何形状的磁场将带电粒子约束在一定的空间
范围内，并保持一段时间。1951年，英国的韦尔（1924—）首先考虑到利用
“箍缩效应”来约束等离子体。先后出现过“磁瓶”、“仿星器”、“磁镜”
等装置，但引人注目的是“环流器”（托卡马克）。1982年，美国、原苏联、
意大利等国的“环流器”装置的约束指数距热核聚变点火目标只差一个数量
级。1991年，英国牛津郡卡勒姆的联合欧洲核聚变实验环形装置托卡马克JET
实现了人类历史上首次受控热核聚变反应，发电约1。7兆瓦，持续2秒钟。
这是从聚变获得能量的进程中的一个里程碑。
惯性约束是利用聚变等离子体的惯性，在等离子体受热膨胀但还来不及
飞散一瞬间完成聚变反应。1963年，原苏联的巴索夫首先提出用激光打靶的
办法产生核聚变。中国的王淦昌也同时提出这一设想。70年代以来，激光聚
变的研究已取得丰硕的成果。人们已看到高增益的惯性约束聚变在能源应用
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方面的曙光。美国、日本、英国、法国、原联邦德国、原苏联都建成此较大
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的激光器。多路激光技术能将激光器产生的毫焦级的输出放大10—10倍，
离实现聚变反应所需的1万或2万焦还差10多倍。因此尚需研制更大功率的
激光器才能满足核聚变反应的要求。
中国在受控核聚变方面也开展了一定规模的研究，在合肥建成以中型“托
卡马克”为主体的大型受控核聚变的等离子体物理研究基地。在激光聚变研
究方面，中国也处于世界先进行列，取得了一些突破性进展。
1989年3月，英国科学家索斯安普顿大学教授马丁·弗莱斯曼和美国犹
他州大学的化学家斯坦利·庞斯合作，进行了室温条件下的持续性核聚变实
验，即冷核聚变。冷核聚变在科学界引起了争论。这个问题只能靠进一步研
究来解决。
用聚变能解决人类能源问题，前景很好。国际核聚变权威人士预测，到
本世纪末可望在大实验室内完成激光聚变的实验验证，在下一世纪可进入建
堆发电的实用阶段。
3。其他能源的研究和开发
除了原子能技术外，太阳能、海洋能、生物能、风能等可再生能源技术
在当代也有很大发展，取得了令人鼓舞的成就。各种新能源的应用与发展，
使人类从有限的一次性能源转向多样化的、可再生的、取之不尽的干净能源
的使用，进入了能源利用的崭新时代。
（1）太阳能
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每年到达地面的太阳辐射能总量约在3。3×10—8。4×10千焦／米 。
它是可再生能源，而且不会造成污染。所以各国越来越重视太阳能的开发。
世界上第一座太阳能热电站，是法国的奥德约太阳能热电站。它当时的发电
能力仅为64千瓦，但为以后的太阳能热电站的建立和发展打下了基础。1981
年，法国、原联邦德国和意大利联合建造的世界首座并网运行的塔式太阳能
电站正式投入运行，其额定功率为1000千瓦，采用了182个聚光镜。1982
年，美国建成了一座大型塔式太阳能热电站，发电能力为10000千瓦，采用
了1818个聚光镜。近年来，世界上还研制成一种用炭黑来捕捉太阳能以驱动
发电机发电的装置。这种热电站每小时消耗炭黑约30公斤，可产生供1万人
的城镇所需的电力。
50年代，以色列科学家就提出建造太阳池电站的设想。70年代初，他们
建成世界上第一座太阳池电站的实验设备；70年代末，又建成面积为 7000
平方米的水池，进行实验发电，其输出功率为35千瓦。美国现已修建了10
多个太阳池，进行研究试验。澳大利亚已建成一个3000平方米的太阳池，并
将用它发电。
1953年，美国贝尔电话公司研制成世界上第一个硅太阳能电池。1958
年，美国就用太阳能电池为“先锋1号”卫星供电。中国在1958年开始研究
太阳能电池；1971年，将太阳能电池用于中国的第二颗人造卫星上。1984
年，中国试制成功了太阳能汽车——“太阳号”。目前，世界上第一架完全
用太阳能电池作动力的飞机“太阳挑战者”号已试飞成功。美国研究开发出
性能优异的太阳能电池，其地面光电转换率已达35。6％。
此外太阳能热管、太阳灶等近年也有很大发展。太阳能热管出现在1964
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年，现已广泛应用。美国使用很普遍，有一处屋顶约800平方米，竟排列了
8000支热管。1970年法国在比利牛斯山建造了一座功率为1000瓦的太阳炉，
温度可达4000℃。到1991年，中国已推广太阳能热水器180万平方米，被
动太阳能节能房30万平方米，太阳灶12万台。
美国于1980年开始研制太阳能卫星电站，并计划在2000年建造约60
颗太阳能动力卫星。它们的总发电量可满足美国全部的能量需求。
（2）水能
20世纪中期以来水力发电发展很快。五六十年代，美国在西北部哥伦比
亚河中下游集中建电站，已建成11座大型水电站。原苏联50年代开始在叶
尼塞河建设了4座水电站。巴西和巴拉圭合建的伊泰浦水电站，总装机容量
为1260万千瓦，是目前世界上最大的水电站。新中国建立以后，已建造了几
十座大中型水电站，比较著名的有黄河刘家峡水电站、长江葛洲坝电站等。
1991年底，长江三峡工程开始兴建。这是一项集水电、水利、航运等于一体
的跨世纪的世界大工程。
海洋蕴藏着极大的能量。当代在海洋能的开发利用方面已取得突破性的
进展。海洋能源主要有潮汐、波浪能和温差能。
1913年，法国古塔德斯特兰德岛附近建造了第一座试验性潮汐发电站。
中国于1956年兴建潮汐动力站。1958年，沿海相继建起一批小型潮汐能电
站40余座。1980年，在浙江温县建成了居世界第二位的江厦双向潮汐电站，
其装机容量为3000千瓦。法国、英国、美国、加拿大、原苏联和阿根廷等国
都建造了潮汐电站，其中最大、最为先进的是法国60年代建造的朗斯潮汐电
站，其装机总容量达24万千瓦。
1964年，日本制造出世界上第一个海浪发电装置，它是一个航标灯，带
有发电能力为60瓦的发电机。70年代末，日本研制成了“海明”号大型海
浪能发电船。它能发出100—150千瓦的电能。英国在90年代初在艾莱岛上
建成了一座发电能力为75千瓦的海浪发电站，并正在研制5万千瓦的海浪发
电装置。目前世界上已有几百台海浪发电装置投入运行，但发电功率都比较
小。一些技术问题尚待进一步解决。
海水温差发电的研究始于20—30年代。此后一度沉寂。70年代的石油
危机，使海水温差能的开发研究再度兴起。美国、日本、法国都在政府倡导
下展开大规模研究。1979年，美国在夏威夷附近海面利用温差发电首次试验
成功，输出功率50千瓦；1982年，又在瓦湖岛建造了岸式和海上试验电站，
输出功率均为4万千瓦。全世界蕴藏的海水温差能为600亿千瓦，开发前景
十分诱人，但它的利用尚有许多问题没有解决。
（3）地热能、风能、生物能、氢能
从本世纪60年代开始，人们利用地热能来发电。1960年，美国在加利
福尼亚州建成一座地热蒸汽发电站，装机容量为1万千瓦。中国从1970年开
始，先后在广东顺丰、河北怀来、江西温汤、湖南灰场、山东招远、辽宁熊
岳、福建南清和西藏羊八井等地建成了地热电站。羊八井地热电站装机容量
为1万千瓦，为中国最大的地热电站。迄今已有30多个国家建立了不同规模
的地热电站150座左右，装机总容量达320万千瓦。
利用风力发电，以丹麦最早、最为普遍。在1910年，丹麦就有数百个5
—25千瓦的风力发电站。到50年代，丹麦有上千个村庄利用风力发电提供
所需的电力。1984年初，美国开始安装当今世界上最大的风力发电机，其装
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机容量为3200千瓦。中国现有小型风力发电机12万台，中、小型风力发电
厂9个，装机总容量为20万千瓦。到1992年，全世界风力发电装机容量达
2700万千瓦。随着风能利用技术日臻成熟，其经济性将进一步提高，应用将
更普遍。
生物能中已广泛应用的是沼气。第二次世界大战后，沼气利用进入实用
阶段。1972年，英国伦敦有15个污水处理生产沼气工厂，每天生产沼气24
万立方米，中国至今已兴建沼气池400多万个，沼气集中供应站1580处。全
国1800多个县的2000多万农民用上了这种新能源。近年来，美国、日本、
瑞典等国进行了能源林木、能源作物�