中国核聚变研究总结论文

中国环流器二号M装置采用了更加先进的结构与控制方式，等离子体体积达到国内现有装置2倍以上，等离子体电流能力提高到兆安培以上，等离子体离子温度可达到亿度。

可以了解太阳能的代替物，或者是掌握这方面的技术，还可以了解我国能源在地球灭亡的时间，可以进行实验装置，也可以提升这方面的技术，还可以进行全方位的研究。

核聚变要比核裂变复杂、困难得多。而可控核聚变又要比制造氢弹难得多。先说一下历史上可控核聚变碰到的难题:主要是温度。因为氘核是带电的，由于库仑力的存在，很难把它们凑一块儿，而聚变主要靠强核力，但是核子之间的距离小于10fm时才会有核力的作用。要凑那么近，肯定需要极高的温度(粒子动能)来克服库仑力。所需温度的理论值是5亿6千万K，但后来修正为1亿K左右，因为之前主要是用平均动能来算的，而实际上很多粒子的动能大于平均动能。可1亿K也不是好玩的，有什么材质的容器能顶得住1亿K啊?况且还不能使聚变材料降温。上世纪50年代，美国佬跟欧洲佬先开始尝试和总结。目前我们使用的几种可控核聚变方式:超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。目前世界上最常用就是托卡马克磁约束装置，Tokamak来源于拉丁文的环形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)，就是利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。至于这个装置具体怎么做，以后再聊。目前的难题:Q值(输出功率与输入功率之比)的提高。因为Q值小于1的话，其实就是亏了，这种聚变将没有任何经济效益。而如果想要Q值大，最简单的办法就是增加单次核聚变的材料，可这样的话，对能量吸收和控制装置的要求就高了。目前估计各大国已经把Q值做到以上了。还有两个难题，这是目前各国都还没有解决的。1、就是持续不间断地提供高温所需的能量。Q值意味着:产出150吨TNT当量的能量，就要投入100吨TNT当量的能量，而且还是持续的!就像大片里的那样:一台科幻设备一开动，整个城市的灯都灭了。2、即使能够持续供电。但你投入的是1个电，而它产生的却是的热及辐射等。而如果把它转化成电的话，如果转化率小于66%的话，还是亏了。目前全球在这一技术上还没有突破。另外，2006年9月28日，中国耗时8年、耗资2亿元人民币自主设计、自主建造而成的新一代热核聚变装置EAST(HT-7U超导托卡马克)首次成功完成放电实验，获得电流200千安、时间接近3秒的高温等离子体放电。

可控核聚变能源项目一直受到全世界的关注，作为能够改变世界的能源项目，可控核聚变具有无可比拟的优势。与普通核电站使用的核裂变技术一样，核聚变技术也属于核反应，但核聚变能源更加清洁、高效，核燃料也更容易获得。

可控核聚变项目在很多国家都取得了进展，中国的核聚变“人造太阳”项目，也一直处于世界领先地位，维持时间也一直保持世界前列。

如果可控核聚变项目取得成功，人类就可以逐渐摆脱对化石燃料的依赖，进入到全新的能源时代，全球碳排放以及地球能源危机，都可以迎刃而解。

目前人类主要使用的能源，依旧偏向于化石能源，煤炭、石油等地球资源，是人类生活最为依赖的资源，在使用这些能源时，不可避免的会带来环境污染，尤其是碳排放问题，人类对化石燃料的依赖，已经开始严重影响了地球环境。

气候学家的研究表明，人类活动是全球变暖的主要因素，并且随着人类工业的发展，化石燃料的依赖反而在不断增加，碳排放也在不断增加，虽然人类意识到全球变暖带来的危害，但依旧很难彻底做出改变。

可控核聚变如果成功，那么人类就可以逐渐摆脱对地球化石燃料的依赖。

可控核聚变利用核反应获得能量，相比核裂变反应需要高放射性物质铀作为核燃料，核聚变反应需要轻元素作为燃料，在大海中，就有取之不尽的核聚变燃料。

核聚变反应所需的燃料随处可见，而且不会产生放射性的副产物，人类实现可控核聚变，仅仅需要到达氢氦核聚变，因此核聚变反应的副产物就是氦元素，完全不会对地球环境造成明显影响。

利用核聚变反应，人类能够获得的能源，也远远大于目前依靠化石燃料所获得的能源，可控核聚变的普及，不仅仅可以摆脱化石燃料的依赖，保护地球环境，还可以帮助人类解决未来数个世纪的能源问题。因此很多国家都在努力攻克可控核聚变难度，希望可以掌握未来能源。

核聚变是原子核的聚合作用，轻元素在聚合形成重元素的过程中，会释放出巨大的能量，我们每天都可以看到的太阳，就在发生着核聚变反应，可控核聚变，就是模拟太阳，创造出为人类服务的“人造太阳”。

核聚变反应的条件非常苛刻，发生核聚变反应，需要超高的温度和压力，由于目前人类科技有限，无法提供类似太阳的压力，因此只能提高温度来弥补压力的不足，在地球上触发的核聚变反应，温度往往高达上亿摄氏度。

如此高温的核聚变反应堆，无法使用容器直接接触，因此核聚变反应堆，需要使用激光约束或磁场约束。

与自发产生的核裂变反应不同，核聚变的发生非常困难，但是核聚变也带来了不可比拟的优势。

相比核裂变反应，核聚变反应可以产生更多能量，大约是核裂变反应的4倍，但是由于可控核聚变所需的条件较高，因此目前实际产生的能源效应，可能和核裂变反应堆相同。

除了能量转换率上的差距，核聚变最大的优势，就是核燃料和副产物都非常清洁，不会产生危害较大的放射性元素。虽然核聚变反应会产生带有放射性的同位素，但这类放射性物质的衰变速度较快，不会产生核裂变所带来的长期、高水平核辐射。

目前人类所使用的核裂变技术核电站，核燃料和产生的核废料，都具有较高的放射性，这也让核电站无法大规模普及，并且核电站如果出现事故，发生核泄漏，将会带来持续数个世纪的影响。

可控核聚变在很多地方都有实验室，目前很多核聚变反应堆的运行时间都突破了100秒，但也有很多核聚变实验室表示，核聚变所需的能量输入，普遍超出输出的能量，因此可控核聚变的技术还处于不成熟的阶段。

未来可控核聚变如果真的实现，那么人类将逐渐抛弃化石燃料发电的方式，开始更加清洁的核聚变能源。

而核聚变能源的普及，也将让人类实现能源革命，能源充足意味着科技的进步，如果核聚变反应成功，人类的时代将发生天翻地覆的电话，人类也可以利用更加强大的能源，走出太阳系，到更深的宇宙进行探索。

可控核聚变是我们掌握的第一种不依赖于太阳的能量获取方法，也是生成我们这个世界的方法。说可控核聚变意味着能量自由，大多数人都明白，只要有氢原子就能进行核聚变，一杯水比一罐油能产生多的多的能量，对现在的人类来说，当然是能量自由了。至于说物质自由，在理论上，只要能制造足够的压力与温度，我们可以用任何原子进行核聚变从而生成比原来原子更重的原子核。最终，我们可以一边发电一边收货黄金~