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可控核聚變有可能實現嗎?

本來只是想看看熱鬧,沒想到這麼多曬「智商」不懂裝懂上來強答的,因為職業相關,我也說兩句吧。

現在最接近商業化運行的聚變方式就是磁約束核聚變,其中發展最遠的是托卡馬克,國內有兩家研究所和幾所高校在做這方面研究,研究所分別是合肥等離子體物理所和成都核工業西南物理研究院。磁約束核聚變研究的時間已經很長了,但因為難點頗多,不論在技術和工程上都面臨著很多阻礙,大家做的事情就是能開山就開山,開不了就繞路修過去。磁約束核聚變是通過強磁場將高溫高能的等離子體約束在一個接近真空的真空室中,給其加熱是它發生核聚變,如果我們想要發生穩定的聚變反應需要給等離子體加熱到一億度以上(只針對磁約束,不包括慣性約束和重力約束),磁場可以使等離子體不接觸到真空室,但即使如此材料還是會接收到巨量的輻射。

高溫等離子體可以看做是一種特殊的流體,想象普通的河流在流動時會產生各種湍流,高溫高能的等離子體中的湍流會更嚴重,而且其產生磁場和電場的擾動對波及整個等離子體,可能發生雪崩式的破裂,這叫做等離子體不穩定性,輕則讓內部溫度降低,重則讓等離子體撞擊到真空室損壞反應堆。

這裡涉及到的幾個主要困難是維持強磁場,解決等離子體中的不穩定現象,材料耐輻射等

現在聚變堆面臨的主要理論困難是很多種不穩定性的成因和物理解決辦法,不穩定性有很多種,每種都要搞清楚,現在大的不穩定應已經可以克服。但如果要商業運行,聚變堆必須做到很大,這就讓裡面的物理問題變得更複雜,所以這也是現在正在解決的方向之一

工程問題比較多而且雜,因為沒有先例,所以沒有擺在檯面上的解決辦法讓你信手拈來,每個問題都只能從無到有去突破,這個裝置就是拿特別多的新發明堆砌出來的,哪能一蹴而就。

最終支持一種回答,這不是能不能的事,而是什麼時候成功的事,「能不能」這個概念是有時間尺度的,現在是不能,但總要做到,即使磁約束到最後不行,也會有別的方法出現,因為這是人類文明想要在宇宙中繼續存在所必須掌握的技能。

對了,ITER項目是國際熱核聚變實驗堆計劃,89年開始,06年加入,正在建的ITER要達到功率增益Q=10,就是說投入一份能量產出十份能量,但如果要商用的話需要達到30,但這畢竟是前進中的一個路標。

關於答案里的一些說法

國內拿回的聚變裝置用來做的事情就是要就等離子體不穩定性,主要是物理問題,適合的就是最好的,沒必要把有限資源投入到超過實際作用的地方,科研不是擺闊氣。還有,經費可以解決困難,雖然聽著不順耳,但事實如此,高經費可以吸引更多專業人才幾種攻克問題,即使不能攻克也可以繞過去另闢蹊徑,雖然砸錢不能馬上解決問題,但一定會加速問題的解決。

首先,持續核聚變需要滿足聚變三乘積,溫度、密度、約束時間的乘積達到一定數值才可以,密度不高溫度高也可以,這才是磁約束的理論基礎之一,磁約束的溫度要上億度才行,所以其臨界壓力等等都是沒做好基本功課上來直接想當然的唱衰。以前喜歡知乎是因為奔著滿足求知慾來的,就是這種自以為是的半真半假的言論甚囂塵上讓人難探究竟。的科普是做的不好,希望這個平台上的各位能為科普出力,而不是博人眼球信口開河

最後,唱衰這件事誰都能做,沒有成本,彷彿全世界的科學家和專業人員學了這麼多年都不如他們看得透徹,以前我總覺得一些言論看著添堵,現在也想開了,因為這個國家裡做這些決策的人不是他們,換句話說,他們再怎麼樣也不會影響國家朝對的方向發展,只是一群在歷史車輪下吱吱嘎嘎的沙粒。



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