中国的野望——可控核聚变的奋力突围

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1、中国的野望--可控核聚变的奋力突围来源：http://tieba.baidu.com/p/2264093518据说，江湖上有这么一种武功，练成之后，便会拥有无穷无尽的力量，人挡杀人，佛挡杀佛，这门神功就叫“聚变大法”。为了练成这门神功，江湖上的五大流氓均不遗余力，谁能炼成便可称霸天下。但是江湖上的五大高手最后发现虽然自己的内力已经可以称霸江湖，但是不管是谁，单凭一个人的力量，都无法修炼这一神功，于是，大家决定坐下来，一块琢磨这门功夫；不仅如此，他们还拉上其他门派，搞了个武林联盟（七方十国），一起来琢磨。究竟是什么样的功夫，值得整个武林花这么大的精力去对付呢？这

2、门功夫难练在哪，练成之后又有什么效果呢？下文中将为您详细阐述本帖预计会分为如下几个部分：1.简要介绍可控核聚变的原理和难点；2.介绍ITER计划；3.介绍中国在这个方面的努力；4.和大家一起探讨，该神功练成之后，对我们的影响。聚变神功的好处我就不多说了，大家应该都知道，无穷无尽的能源嘛。毕竟现在的核裂变，铀矿只够用几十年，还高风险，别的能源又不够用（详细请参见LZ二楼里面的最后一个帖子）。所以直接进入主题，开始介绍可控核聚变的原理。首先介绍一些核聚变的基础知识：劳逊判据。劳逊判据是决定一个装置能否进行聚变反应的基本。那么什么是劳逊判据呢？请见下图所谓的核聚变，

3、学过高中物理的都知道，是指质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。然而并不是把指氘或氚放在一起，就可以发生核聚变了。能否发生聚变，以及该反应是否能够持续，持续多久，要遵循上面的劳逊判据图。图中纵坐标是能量（或者温度吧，一个意思），横坐标是时间与等离子体密度的乘积。在图中，我们可以看到有三个主要的区域：左半边的白色区域，右半边的白色区域，以及中间的有色区域（至于这个部分的三块，本帖中就不去管它了，当做一个好了）。这三个区域分别代表着聚变神功的三个层次：第一层：左半边的白

4、色区域，代表着，就你这点内力，还练个JB。温度（能量）以及约束程度，约束时间都不足，是不可能产生可控核聚变的。第二层：中间的有色区域，代表着，恭喜你，你已经可以稍微提炼出一点神功所需的内力了，但是还没法使用。达到中间区域的能量以及约束强度时间，就可以产生核聚变了，但是产生的能量，还不如我们投入的能量，因此只能作为研究使用，没有实际的意义。第三层：右半边白区代表，恭喜你，你的神功基本练成了！达到了这一区域的能量以及约束强度时间，代表着产生的能量和输入能量之比，终于大于一了，这笔买卖终于有利可图了。如果我们进一步加强能量以及约束强度时间，到达了最右边的“burn”

5、区域，那么你就神功大成了！在这一层次，我们就不再需要输入能量，反应自发的就可以进行，产生的能量和输入能量之比达到无穷大。也就是说，修炼可控核聚变，就是要提高反应的温度，并将高温等离子体约束住足够长的时间。真传一句话，假传万卷书。可控核聚变的原理说到这，就说完了，简单吧！到了这里，物理学家们，就可以轻松写意地拍拍屁股，然后闪人了。留下包括LZ在内一帮搞工程的人，愣在那里，惨叫，你TMD（手动河蟹）不是坑爹吧！！！按照劳逊判据，要达到burn这一层次，我们需要在反应装置内达到一亿度以上的高温，并且将产生的等离子体以极高的密度，约束住很长的时间。这个目前只有太阳这样

6、的恒星才可能办得到，愚蠢渺小的人类是不可能做到的，所以这个帖子结束了，大家睡吧。自从东方出了金太阳之后，全世界劳动人民纷纷表示，在主体思想的照耀下，就算聚变神功是上帝才能拥有的力量，我们也要把它练成！于是，人民开始设计各种聚变装置。一开始，理所当然的想到，用一种特殊材料制成的管道，装住高温等离子体，来实现聚变。可是很快这帮人的脸，就被材料学家打肿了。于是人们不得不转身投向磁场约束，使用磁场约束高温等离子体，让其不和容器直接接触损坏装置。在这个思想下，科学家提出来一系列的概念。早期科学家们设计的方案主要如下，就不一一详细介绍了。然而这些方案实在是图森破，还是没法

7、达到所需要的控制能力。科学家们于是又开发出了一种巨复杂的仿星型聚变装置。示意图如下：这玩意儿性能据说倒是还不错，可是实在太难制造了有木有！于是，它始终没有进入大规模实验阶段。就在科学家无计可施的时候，苏联的科学家，提出了托卡马克型聚变装置。LZ曾经和一个非常漂亮的女孩儿约会，气氛啥的都很浪漫，然后我就和她说起了托卡马克聚变装置的问题。她说，这个叫做托卡马克的科学家真伟大！我一听就怒了！托卡马克，它的名字Tokamak来源于环形、真空室、磁、线圈四个单词的缩写，最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。你连这个基本的常识都

8、不知道！！！于是我扇了那个女孩儿一巴掌