如何核聚變

核聚變法生的條件比較苛刻，因為質子帶正電，兩顆質子要靠近是很難的，它們有很強的電荷斥力。科學家採用的辦法是讓質子高速對撞，當速度足夠快，完全也可能斥力不足以減速到0，結果就碰到一起了。

兩種辦法：

1，大型對撞機

這個是科學家做實驗用的。兩束質子被加速到近光速，然後對撞。這種對撞能有可以觀察的數據。可以在預定地點對撞，可以在這個點觀察發生了什麼。

大型對撞機成本很高，需要用一個城市的電力，但獲得的只是幾枚質子聚變的能量，所以適合科研，不適合發電。

2，高溫高壓

在高溫下，氣體分子分子高速運動，方向是亂的，但數量是巨大的。在這樣的亂局裡，一定會有大量的交通事故。那麼只要溫度足夠高，就會有足夠高速的分子對撞，然後就發生一小批聚變反應。

實際上太陽中心發生的核聚變就是這種呢情況。那麼它的溫度是多少呢？大概是1500萬度。但是在地球上用1500萬度是不能發生核聚變的，因為壓力不行。太陽核心的密度是水的150倍，比鋼鐵的密度還大1倍。

託卡馬克裝置原理

1，溫度和原理

我們地球上的材料，1500萬度的高溫是無法適用的。實際上地球上能找到的固體材料沒有能挺得住3000度溫度的。而且那個150倍水的高壓，也沒有什麼材料能承受住。

現在可控人工核聚變的裝置是託卡馬克模式，用大型線圈創造一個強磁場，將高溫氣體約束在磁場裡。

一個運動的帶電粒子，在強磁場裡偏轉，除非它順著磁力線走。如果再將磁力線閉合正圓環，則帶電粒子就只能在這圓環中旋轉。這樣，高溫氣體就懸浮在空中，不與固體材料接觸。

為了約束住氣體，氣體必須很稀薄，要比我們地球大氣稀薄的多，大概只有1%個大氣壓。這麼稀薄的氣體要發生核聚變，就必須繼續提高溫度。經過科學計算，需要將溫度提高到2億度才能有一定概率發生核聚變。而且為了能降低難度，沒有用普通的氫元素，而是用相對容易發生聚變的氘、氚，當然它們釋放的核能也少了很多很多。這樣，溫度就降低到1億度。

所以，託卡馬克裝置的溫度要超過太陽中心溫度6~10倍。

2，強磁場和低溫

那麼用什麼來產生足夠的強磁場呢？當然是大電流。而要有大電流，就必須考慮電阻的影響，所以最好的方式是用超導線圈。但是超導都是低溫材料，現在我們找到的材料超導溫度大概是液氮溫度，而如果用常規的金屬材料做超導線圈則需是液氦溫度，接近絕對0度。

這就是現在託卡馬克裝置的矛盾，上億度高溫，和絕對0度低溫同時存在，而且如果維持不住上億度高溫，核聚變就停了；如果維持不住絕對低溫，磁場就約束不住高溫氣體了。此外，還有很多其他系統部件的問題，也是狀態能否

維持。比如

上億度算什麼

我覺得，這只是一個指標，是託卡馬克裝置運轉的各種指標中的一個，是溫度指標的一個里程碑，表示基本達標。其實，前段時間我們還有一個指標達標，就是連續運行能否持續，我們持續了101s，基本算連續運行了。其實商業上要連續運行，比如發電廠，應該是全年每週7天24小時連軸轉吧？

所以，我把這個上億度也看做一個前進道路上的里程碑，它說明我們在前進，又過了一個里程碑，但是終點還遠呢。可控人工核聚變要能實現，最後能商用，估計還有20年以上的時間。

在託卡馬克研究中，中國是主要領跑者。研究的國家還很多，美國、歐洲、中國、日本、俄羅斯、印度都在做，其中前三家是主要領跑的，後三家則是跟隨者。

海螺008

您好！

意味著我們已經解決了可控核聚變的一道難題，即是超強的高溫上已經做到。

那麼接下來科研方向我覺得主要放在如何保持長久的控制上，也就是材料的問題，這才是大難題。

只有長久可控的核聚變才能給人類帶來源源不斷的高效清潔能源，更可以帶領人類走向星辰大海，探索星空世界，為人類獲得更多資源！

伯陽說文

我國大科學裝置“人造太陽”日前取得重大突破，實現加熱功率超過10兆瓦，等離子體儲能增加到300千焦，等離子體中心電子溫度首次達到1億度，獲得的多項實驗參數接近未來聚變堆穩態運行模式所需要的物理條件，朝著未來聚變堆實驗運行邁出了關鍵一步，也為人類開發利用核聚變清潔能源奠定了重要的技術基礎。

世界上第一個非圓截面全超導託卡馬克，也是我國第四代核聚變實驗裝置，它的科學目標是讓海水中大量存在的氘和氚在高溫條件下，像太陽一樣發生核聚變，為人類提供源源不斷的清潔能源，所以也被稱為“人造太陽”。該大科學裝置瞄準未來聚變能商用目標的關鍵科學問題，近年來在高性能、穩態、長脈衝等離子體研究方面取得了多項原創性成果。