如何核聚变

核聚变法生的条件比较苛刻，因为质子带正电，两颗质子要靠近是很难的，它们有很强的电荷斥力。科学家采用的办法是让质子高速对撞，当速度足够快，完全也可能斥力不足以减速到0，结果就碰到一起了。

两种办法：

1，大型对撞机

这个是科学家做实验用的。两束质子被加速到近光速，然后对撞。这种对撞能有可以观察的数据。可以在预定地点对撞，可以在这个点观察发生了什么。

大型对撞机成本很高，需要用一个城市的电力，但获得的只是几枚质子聚变的能量，所以适合科研，不适合发电。

2，高温高压

在高温下，气体分子分子高速运动，方向是乱的，但数量是巨大的。在这样的乱局里，一定会有大量的交通事故。那么只要温度足够高，就会有足够高速的分子对撞，然后就发生一小批聚变反应。

实际上太阳中心发生的核聚变就是这种呢情况。那么它的温度是多少呢？大概是1500万度。但是在地球上用1500万度是不能发生核聚变的，因为压力不行。太阳核心的密度是水的150倍，比钢铁的密度还大1倍。

托卡马克装置原理

1，温度和原理

我们地球上的材料，1500万度的高温是无法适用的。实际上地球上能找到的固体材料没有能挺得住3000度温度的。而且那个150倍水的高压，也没有什么材料能承受住。

现在可控人工核聚变的装置是托卡马克模式，用大型线圈创造一个强磁场，将高温气体约束在磁场里。

一个运动的带电粒子，在强磁场里偏转，除非它顺着磁力线走。如果再将磁力线闭合正圆环，则带电粒子就只能在这圆环中旋转。这样，高温气体就悬浮在空中，不与固体材料接触。

为了约束住气体，气体必须很稀薄，要比我们地球大气稀薄的多，大概只有1%个大气压。这么稀薄的气体要发生核聚变，就必须继续提高温度。经过科学计算，需要将温度提高到2亿度才能有一定概率发生核聚变。而且为了能降低难度，没有用普通的氢元素，而是用相对容易发生聚变的氘、氚，当然它们释放的核能也少了很多很多。这样，温度就降低到1亿度。

所以，托卡马克装置的温度要超过太阳中心温度6~10倍。

2，强磁场和低温

那么用什么来产生足够的强磁场呢？当然是大电流。而要有大电流，就必须考虑电阻的影响，所以最好的方式是用超导线圈。但是超导都是低温材料，现在我们找到的材料超导温度大概是液氮温度，而如果用常规的金属材料做超导线圈则需是液氦温度，接近绝对0度。

这就是现在托卡马克装置的矛盾，上亿度高温，和绝对0度低温同时存在，而且如果维持不住上亿度高温，核聚变就停了；如果维持不住绝对低温，磁场就约束不住高温气体了。此外，还有很多其他系统部件的问题，也是状态能否

维持。比如

上亿度算什么

我觉得，这只是一个指标，是托卡马克装置运转的各种指标中的一个，是温度指标的一个里程碑，表示基本达标。其实，前段时间我们还有一个指标达标，就是连续运行能否持续，我们持续了101s，基本算连续运行了。其实商业上要连续运行，比如发电厂，应该是全年每周7天24小时连轴转吧？

所以，我把这个上亿度也看做一个前进道路上的里程碑，它说明我们在前进，又过了一个里程碑，但是终点还远呢。可控人工核聚变要能实现，最后能商用，估计还有20年以上的时间。

在托卡马克研究中，中国是主要领跑者。研究的国家还很多，美国、欧洲、中国、日本、俄罗斯、印度都在做，其中前三家是主要领跑的，后三家则是跟随者。

海螺008

您好！

意味着我们已经解决了可控核聚变的一道难题，即是超强的高温上已经做到。

那么接下来科研方向我觉得主要放在如何保持长久的控制上，也就是材料的问题，这才是大难题。

只有长久可控的核聚变才能给人类带来源源不断的高效清洁能源，更可以带领人类走向星辰大海，探索星空世界，为人类获得更多资源！

伯阳说文

我国大科学装置“人造太阳”日前取得重大突破，实现加热功率超过10兆瓦，等离子体储能增加到300千焦，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，获得的多项实验参数接近未来聚变堆稳态运行模式所需要的物理条件，朝着未来聚变堆实验运行迈出了关键一步，也为人类开发利用核聚变清洁能源奠定了重要的技术基础。

世界上第一个非圆截面全超导托卡马克，也是我国第四代核聚变实验装置，它的科学目标是让海水中大量存在的氘和氚在高温条件下，像太阳一样发生核聚变，为人类提供源源不断的清洁能源，所以也被称为“人造太阳”。该大科学装置瞄准未来聚变能商用目标的关键科学问题，近年来在高性能、稳态、长脉冲等离子体研究方面取得了多项原创性成果。