中國可控核聚變力壓美國，温度達到太陽十倍，聚變發電還遠嗎？

核聚變是宇宙的終極能源，太陽就是靠聚變來發光發熱，普照萬物。

而可控核聚變，則是人類解決能源問題的希望所在。

我國新一代人造太陽： 熱點文章科學家在1萬多米的海洋最深處發現令人不安的東西，人類要警惕！為何泰坦尼克號沉沒至今,一直無人敢打撈?科學家:碰都不能碰世界最大挖掘機，造價5億長110米專挖洞，網友：挖穿地球不是問題科學素質丨公民科學素質應知應會200問（十七）如何運動，才能讓你的大腦更聰明？科學家猜測：人類可以活到1千歲，那剩下的900歲去了哪裏？人類只是地球“第六文明”，之前5個文明，因特殊原因被徹底抹去鋰硫電池材料研發獲突破性進展國軒高科等有望受益“海底人”是否真的存在？谷歌地球拍攝到的13張神祕照片，每一張都匪夷所思！ 中國可控核聚變力壓美國，温度達到太陽十倍，聚變發電還遠嗎？ 12-26-2020由人馬座A發表于科學 核聚變是宇宙的終極能源，太陽就是靠聚變來發光發熱，普照萬物。

而可控核聚變，則是人類解決能源問題的希望所在。

我國新一代人造太陽：中國環流器2號M的首次成功放電，標誌着國內聚變研究又向前邁進了一大步，温度達到了1.5億攝氏度，是太陽中心温度的10倍，而等離子體電流和環向磁場強度超過了美國現存最大的托克馬克裝置DIII-D，達到了世界一流水平。

而最近，一直跳票的聚變界“鴿王”：國際熱核試驗堆ITER的建造也有了些眉目，這些進展是否意味着多少人心心念念的核聚變發電，就快要實現了呢？別急，咱們今天就來分析一下高大上的可控核聚變，看看它是不是還需要“再等50年”？ 50年魔咒：可控核聚變為何難產？ 從可控核聚變的理念提出開始，科學家就“保守”地估計實現它大概需要50年。

如今60多年過去了，世界已經變了模樣，可控聚變依然還是“再等50年”，為什麼這麼難產？因為聚變的條件實在太苛刻了，受控的聚變就更難，而且理論計算是一回事，建個真傢伙又是另一回事，咱們先來看看為什麼聚變這麼難： 最容易實現的核聚變是氘氚聚變，是由一個氘原子核和一個氚原子核發生聚變，生成一個氦原子核和一個中子。

氘氚原子核都帶正電，根據庫侖定律，它們之間的排斥力隨着距離的縮短而急劇增大，而要想讓它們發生聚變反應，需要將距離縮小到大約10的-15次方米，也就是一根頭髮絲兒的500億分之一，可以想象，要讓氘氚靠近到這個距離，需要克服多麼巨大的庫侖力。

而要想實現這一點，靠爆炸擠壓是不可能的，只能靠提升温度，温度越高，原子的熱運動就越猛烈，當温度達到幾千萬甚至1億度以上時，一部分氘氚原子核的熱運動速度將使其克服電荷的斥力，實現勝利會師，發生聚變。

在上億度的高温下，物質的原子核和電子已經剝離，形成了等離子體。

可以想象，1億度的等離子體足以摧毀與它接觸的任何物質，沒有哪個“容器”能把它裝起來，於是科學家想出了兩條路：一種是磁約束，就是用磁場來“裝”下等離子體，由於等離子體中的粒子都帶電，所以能用磁場來限制它的運動，使等離子體集中在一定區域。

我們經常聽到的托克馬克就是一種磁約束裝置，另外還有磁鏡、仿星器等也屬於磁約束。

另一條路是慣性約束，用一個內部含有聚變物質的小球，將許多路激光從四面八方打到小球上，瞬間達到高温高壓，引發聚變。

這種慣性約束更像是一錘子買賣，從實現發電的角度來講，不如磁約束來得實在，所以人馬君下面還是講講更有前景的磁約束。

最有前景的人造太陽：托克馬克裝置 現在最火的磁約束裝置就是托克馬克，它用環形真空室來約束等離子體，是蘇聯科學家在1950年代發明的，在後來的實踐中，秒殺了美國和西歐搞出的各種稀奇古怪的裝置，成為當今聚變研究領域的主流。

有了托克馬克，是不是能實現可控聚變了呢？還差得遠。

首先，至少得讓聚變產生的能量大於輸入能量，否則有啥意義呢？這就要求等離子體温度要夠高，密度要夠大，才能讓足夠多的氘氚原子核發生反應；然後，聚變反應要能自持，不能玩一錘子買賣。

這個説起來容易做起來難，因為氘氚聚變產生的能量雖多，但卻有80%在那個中子身上，中子不帶電，不受磁場約束，出生之後一溜煙就跑了，剩下的20%才能用於維持自身的温度，實在是有苦難言啊。

為了實現以上兩點，托克馬克裝置需要達到儘可能高的“聚變三重積”，就是温度乘上密度再乘上約束時間。

這個參數越高，越有可能搞出實用的可控聚變。

為了達到上億度甚至更高的温度，科學家採用歐姆加熱、中性束注入和微波加熱等方式，而要提高等離子體密度和約束時間，就得看磁場的本事了。

等離子體極不穩定，約束磁場不僅要強，還要從不同的方向來控制，需要精細的設計和調校。

我國在2007年建成了全超導托克馬克裝置EAST“東方超環”，使用超導技術產生磁場，目標是達到1000秒的約束時間，十分給力。

而目前世界上參數最高，最有希望實現長時間大功率可控核聚變的托克馬克裝置，是各國合作建設的國際熱核試驗堆ITER，這個1985年就開始搞的大傢伙，真空室直徑超過12米，能在500秒的約束時間裏，實現50萬千瓦的聚變功率，這已經達到電站級別了。

中國也參加了ITER項目，而最近建成的中國環流器2號M，就是為了消化吸收ITER的技術。

但ITER由於難度太大，加上參與國各有心機，幾十年來連續跳票，最新的計劃是2025年開始運行，説實話，我看懸！ 即使成功聚變，如何發電也是難題 但假設ITER項目按期完工，並且成功運行，可控核聚變就大功告成了嗎？遠遠沒有！ITER並不能發電，這50萬千瓦，指的是聚變功率，其中就包括那個跑掉的中子的能量，佔總能量的80%。

這部分能量如何利用，是個大難題。

中子沒有電荷，面對電磁場時刀槍不入，只能通過與較輕原子的碰撞來使它減速，要讓這個能量高達14.1兆電子伏的中子慢下來，將能量轉化為電能，令人傷透了腦筋。

除此之外還有個大問題：氚從哪裏來？氚的製備很麻煩，需要在反應堆裏用中子轟擊鋰-6來獲得，而聚變裝置恰好會產生大量中子，於是人們設想在等離子體真空室外面設置一個含鋰的包層，這個包層可以屏蔽中子，吸收中子能量，還可以產生氚來彌補聚變的消耗。

流經包層的冷卻劑被加熱到高温，就可以開啟核電廠喜聞樂見的“燒開水”+汽輪機模式了。

想法都挺好，但實現起來難上加難，選用何種材料製造包層，如何把產生的氚提取出來，再如何把它加入到上億度的等離子體中且不能破壞穩定性，這些都還只是概念設計，而ITER是驗證不了這些的。

想實現真正的聚變發電需要等ITER的繼任者——聚變示範堆DEMO，預計2060年投入運行，要達到商用的話，人馬君掐指一算，差不多2070年，哎喲？還真恰好是50年哪！ 50年，恐怕還是繞不過去！ 人馬君預測，肯定會有網友提出：科技發展日新月異，而且越來越快，現在覺得需要50年，也許過段時間就會發現用不了那麼久呢！這話吧，有一定道理，但不知各位注意到沒有？現在科技發展的重點，是計算機技術的應用，包括互聯網、大數據、AI等等。

而物理、化學等基礎學科，其實進展不是那麼快，就好像被“智子”鎖死了一樣。

很不巧，可控核聚變恰恰是真正的硬核科技，AI技術再厲害，也解決不了擋在面前的物理問題，所以，50年這個事，沒那麼樂觀呀！ 想瞭解更多關於中國新一代人造太陽和可控核聚變的信息，歡迎觀看人馬君的視頻：中國新一代人造太陽反超美國，核聚變發電將實現？再等50年！ 科學相關文章影響大，變數多！全球冰川融水問題不容忽視09-04-2021“我們都知道，氣候變化引起全球冰川加速消融，短期看冰川融水是增多了，但增加到一定值後就會開始減少。

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