核聚变为什么难实现可控

人类之所以一直没有掌握可控的核聚变技术，其根本原因就是实施过程实在是太困难了，目前的技术根本无法支撑我们做到这件事情，尽管我们现在的科学已经很发达了，但是科学界还是有很多我们根本无法攻克的难题，而且还有很多科学家预言，未来一百年内都不可能出现可控的核聚变技术，这就足以说明这件事情有多么难完成了。

首先，可控的核聚变最难的点就是控制，可控的核聚变就相当于是在地球上，建造一个能够持续、稳定释放能量的小太阳，可想而知其中的技术要求是多么困难。氢原子若要发生聚变的话，就必须有非常非常强的压力和非常高的温度，就拿科学家们对太阳的研究数据来看，太阳内部产生聚变时的压力比地球上的大气压高3000亿倍，太阳内部的温度大约是1500万摄氏度，这样的数据光是看看就知道多么难以复制了。

其次，人类现在对于核聚变的研究其实没有多长时间，我们对于核聚变的了解实在是太少了，曾有报告指出人类对核聚变的了解，不过只有亿分之一，所以说我们要想获得可控的核聚变技术，必须要先深入了解核聚变，然后发展核聚变技术，慢慢将这种技术变成可控的，而科学家们了解这亿分之一的核聚变就花了上百年时间，所以说可控的核聚变技术的发展，实在是任重而道远。

最后，科学家们其实也发明出了磁约束了，尤其激光惯性约束已经处于实验阶段了，这也是人类在核聚变研究方面取得的重大突破，但是目前这项技术目前还仅仅处于实验室阶段，可控的时间也不足百秒，所以说未来真的还有很长很长的路要走。

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核能带给人的能量，可以说是化学能的百万倍之多，核能被发现，标志着人类彻彻底底打开了另一扇“能源之门”。核反应是基于原子层面的，比化学能的分子层面的能量释放更加彻底，得到的能量也远超后者，只是人类目前对核裂变技术的掌握还停留在初级。尽管只是初级层面，人类就已经收到了核能源带来的很多好处。

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核聚变得到的能量究竟有多大呢？

以目前人类常用的火力发电来说，如果要发100万千瓦的电，那么需要的煤的数量是200万吨。利用核能发同等量的电，核裂变需要30吨核燃料，核聚变则仅仅需要0.6吨核聚变燃料就能做到。怎么样，是不是惊叹于核燃料的高效与神奇！

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可控核聚变的优点你知道吗？

核燃料的来源十分之广泛，几乎可以说是取之不尽。海水中的氢元素以及氕氘氚元素，都是核聚变的主要燃料。全球海水储存能量14亿立方千米左右，其中蕴含的氢元素以及氕氘氚元素能满足人类试用上万年，而且这么做的优点是不仅可以解决能源短缺问题，还可以减少对地球环境的污染。

甚至我们可以畅想：未来，能源空前富裕，核聚变的广泛应用使得用电没有任何阻碍，火力发电已经被完全取代，每年因烧煤产生的污染物大大减少。这是多么令人振奋的场景！

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月球上的“这1物质”或更适合做核聚变燃料

月球上有一种物质——氦3，比海水中的氢更适合做核聚变燃料，这是为什么呢？因为氦3是最适合核聚变的元素，在核聚变的过程中，氦3不会产生任何的辐射！不仅如此，氦3在月球的储量也异常的丰富，科学家估计月球至少储存了数百万吨的氦3。正是因为月球上有这个么“好东西”，各个国家才会加紧对月球的登陆。

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人类离掌握核聚变技术还有多远？

利用核聚变的能量，最重要的就是实现可控核聚变。这个概念自从在上个世纪被提出，就有很多人问什么时候可以真正实现，得到的回答是五十年之后，可是到今天已经过去了五十年还不止，为什么实现可控核聚变这么难呢？

现在很多研究核聚变的国家都没有解决一个难题：那就是输入的能量远远大于输出的能量。要知道，只有输出能量是输入能量的十倍以上的时候，可控核聚变技术才算初步成功，而现在即使最好的实验结果也仅仅是输入的能量比输出的能量稍大或者相等。

但是令人振奋的是，中国的可控核聚变技术已经实现了突破性进展，中科大的“中国太阳”实验已经可以在保持1亿度的情况下稳定运行100秒之久！

结语：

我们可以试想下，下一个五十年，可控核聚变技术已经成功被研究出来并且被广泛应用，人类的未来必将无比灿烂，人类的未来必将无比光明！

人类至今没有办法开发出可控核聚变的原因是现在只是假设阶段，以目前的科技水平无法研究出来真正的可控核聚变，加上科学家心里没底，更难。

常常可以从新闻上看到专家称可控核聚变实现应用还需要50年，这里说的是应用，而不是工程阶段，可控核聚变民用阶段是个伪命题，至少在真正的可控核聚变研发出来后才能做到真正的预测应用时间。

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首先核聚变的物理基础是等离子体物理，等离子体学科本身建立时间就不长，许多理论也是借着可控核聚变的需求才发展起来，因此到目前为止，整个等离子体物理方面的基础理论尚不完整，许多问题还有待探索。

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其次是可控核聚变从真正开始研究到现在也才60年的时间，在这60年的时间里，先驱科学家们一直致力于如何“约束”住高达几亿摄氏度的等离子体，因为要想发生核聚变反应，至少达到这么高的温度。可是当今最耐热的材料不到1万度也会熔化气化，在利用磁场和惯性来完好约束等离子体的道路上，我们已经整整花费了60年。

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在这个过程中等离子体物理学家们尝试了许多磁场形状，通过计算、模拟、实验多种手段来寻找更好的磁场形状和运行参数，到目前为止，以“托卡马克”为例，已经在高参数下稳定运行上百秒的时间，并且将等离子体的大多数不稳定性都抑制了。

真正的利用核聚变要到什么时候？其实很难说。目前石油、煤炭、天然气的储量，尤其是煤炭储量还很丰富，对于核聚变的要求主要来自于无碳能源的需求。但核裂变在增殖堆的反应能利用率随着研究，近年来开始不断增长，可能成为无碳能源重要的候选之一，也会对核聚变研究的投资产生一定影响。

还有如何安全可靠地把高能中子的能量变为热能发电的问题，如何安全廉价地处理被高能中子轰击失效后换下来的放射性辐射废料的问题，如何可靠经济地维持约束线圈超导状态的问题等等。对怎样解决这些问题，其实专家们肯定心里也是没谱的，于是这50年约定似乎于遥遥无期。

 无论如何，这个可控核聚变的观点和假设已经提出来了，可能等到科技水平达到一定程度后，就可能会研究出真正的可控核聚变出来。

激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使约束核聚变仍是可望而不可即的。即便可以控制，需要的资金也太多了，所以不可用。

因为核裂变的能量没有核聚变的大，更容易控制。

核聚变可以控制以后会不会发明出心的核无期这个问题需要时间证明，无法准确作出预测。

扩展资料：

主要的几种可控核聚变方式：

1、太阳——引力约束聚变

地球上的万物靠着太阳源源不断的能量维持自身的发展。在太阳的中心，温度高达1500万摄氏度，气压达到3000多亿个大气压，在这样的高温高压条件下，氢原子核聚变成氦原子核，并放出大量能量。

几十亿年来，太阳犹如一个巨大的核聚变反应装置，无休止地向外辐射着能量。太阳拥有极大质量，产生一个很强的引力场，把高温等离子体约束。

2、氢弹——惯性约束聚变

氢弹是一种人工实现的、不可控制的热核反应，也是至今为止在地球上用人工方法大规模获取聚变能的唯一方法，但是它必须用裂变方式来点火，因此它实质上是裂变加聚变的混合体，总能量中裂变能和聚变能大体相等。氢弹，从本质上讲，是利用惯性力将高温等离子体进行动力性约束，简称惯性约束。

惯性约束还有激光惯性约束，其中一个方案：在一个直径约为400μm的小球内充以30-100大气压的氘-氚混合气体，让强劲率激光（目前达到1012W，争取1014W）均匀地从四面八方照射小球，

使球内氘氚混合体的密度达到液体密度的一千到一万倍，温度达到108K而引起聚变反应。除激光惯性约束外，还有电子束等方案，但至今还没有一个成功。

3、可控聚变的希望——磁约束

带电粒子（等离子体）在磁场中受洛伦兹力的作用而绕着磁力线运动，因而在与磁力线垂直的方向上就被约束住了。同时，等离子体也被电磁场加热。 由于目前的技术水平还不可能使磁场强度超过10T，因而磁约束的高温等离子体必须非常稀薄。

如果说惯性约束是企图靠增大粒子密度n来达到点火条件，那么磁约束则是靠增大约束时间T。 磁约束装置有很多种，其中最有希望的可能是环流器（环形电流器），又称托卡马克（Tokamak）。 

参考资料来源：百度百科-核聚变