可控核聚变的难点在哪里 _核聚

对能源的利用方式，决定了人类文明进步的程度。懂得了用火，人便从猴变成了人；懂得了用电，人类便进入了电气时代；掌握了核变，划时代的核能时代便开始了。风能水能太阳能，这些不值一提，因为它们的能源太不密集了，不堪重用。

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虽然人类已经懂得了利用核能，但现在还主要是通过核裂变的方式获取能源，看似已经很厉害了，但是核裂变是最低端的核能利用方式。
这时候，核聚变的优势就体现出来了：核聚变不会产生核辐射污染，完全清洁能源，即便发生核事故，也不会像核裂变核电站产生那么恐怖的危害；核聚变的原料为重水，可以从海水中提炼，多的是，而核裂变的原料为铀，相对来说就很稀有了。
但是核聚变虽然满星空都是，但可控核聚变实现起来却并没有那么容易，条件要比核裂变要苛刻得多：
核聚变的温度需要1亿度，这样高的温度实现起来非常困难。氢弹是不可控的核聚变技术，氢弹里边必须要装一颗原子弹，才能将氢弹引爆。

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如何实现这样的温度，现在采用的是激光聚焦的方法，即通过全方位的激光聚焦，让中心物质发生向心塌缩聚变。但这一技术说起来容易，做起来就非常困难。另一个难度是，如此高的温度，应该找个什么样的“容器”来装它？这种装置被称之为托卡马克，它的原理是利用磁场将高温等离子体约束在里边。
核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳，因为太阳的原理就是核聚变反应。核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境。

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要想控制核聚变必须解决两个问题，高温与高压：高温可以让粒子运动速度加快；高压，可以是粒子运动范围缩小，而这两个都能提高粒子相互撞击的概率。
太阳无时无刻不在进行这核聚变反应。为什么它能那么稳定持续的输出能量呢？因为太阳发生反应的内核，温度在一千到两千万度左右，并且有着强大的引力约束。所以原子核相撞的前提就有了。在地球上要达到上亿度。这么高的温度的等离子体，增压才能控制住，保证反应装置不被“烫”坏？目前主流的方法都是磁约束，这些高温等离子体，被磁场拘在一起，维持聚变的状态，不停的旋转运动。
如果把核聚变反应堆看成一个火炉，第一个问题就相当于“怎么点火”，第二个问题相当于“怎么保证不把炉子烧穿” 。
对第一个问题的解答，惯性约束激光点火是一条思路。把聚变燃料放在一个弹丸内部，用超强激光照射弹丸，瞬间达到高温，弹丸外壁蒸发掉，并把核燃料向内挤压。美国的“国家点火装置”和中国的“神光三号”等实验装置，走的就是这条路。

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对第二个问题的解答，磁约束是一条思路。把聚变燃料做成等离子体（原子核和电子分离，都可以自由流动），用超强磁场约束等离子体，让它们悬空高速旋转，不跟容器直接接触。EAST等托卡马克装置，走的就是这条路。
然而这两条路是互相矛盾的。聚变燃料如果处于静止，就很难不把容器烧穿；而如果处于运动中，聚焦点火又变得困难。这就是可控核聚变难度如此之大的原因。
人类投入了大量的资源、资金和时间，却收效甚微，核聚变几乎是绝无仅有的一个，甚至不能确定现在聚变方案，磁约束（托卡马克、仿星器、箍缩等）、惯性约束是否真的可行，但人类必须坚持下去，因为我们承担不起失败的后果。也许经过无数的失败，下个世纪核聚变将照亮世界。
可控核聚变是指人们可以控制核聚变的开启和停止，以及随时可以对核聚变的反应速度进行控制。或者说，最简单地比喻就是，同样是可燃烧物质，火药可以用来做成炸弹，因为只是利用其高能量瞬间爆发的破坏性；同时也可以掺点杂质，做成蜂窝煤，使其可以当做一个煤炉子来缓慢释放能量，想让它烧就烧，想让它灭就灭，秘诀就在蜂窝煤炉子的炉门上。将这个蜂窝煤炉子的燃料换成核燃料，烧上开水，让开水变成蒸汽去推动轮机发电，就成了一个当今的核电站的基本原理雏形了。
相比可控核裂变来讲，可控核聚变的优势在于：
原料易得，核聚变的原料是重水，可以直接从海水中提炼，并且地球中储量极大。
核聚变的过程及其产物均不会对环境造成污染，亦不会造成核泄漏的危害。
那么将这个煤炉子里的燃料从核燃料换成核聚变的原料的最大的麻烦在哪里？
就在于其反应条件。核裂变需要的反应条件很弱，天然的铀矿在常温的自然条件下就可以发生衰变。但是相比于核裂变过程来讲，核聚变最麻烦的反应条件就是——需要瞬间上亿度的高温才能引起核聚变反应。而如此高的温度是用传统加热方法所无法达到的。人类研制氢弹时，对于该问题给出了以下解决方案：用核弹引爆氢弹！即通过核弹引爆得到达到核聚变反应的温度，从而引起核聚变使得氢弹爆炸。因此氢弹内部是有一个小型核弹的。
这样的话，研究可控核聚变的最关键问题现在已经很明显了，即：
怎么将核聚变的原料加热到这么高的温度？（怎么点燃炉子里面的燃料？）
将核聚变的原料加热到这么高的温度以后拿什么来装它？（怎么让燃料不把炉子烧穿了？）
首先来说第1个问题，关于如何加热的方法，从上世纪60年代开始，激光器的发明，为如何将物质加热到极高能量这一问题打开了一条门缝。最早是苏联专家开始考虑使用激光加热核聚变的原料，因为该方法能量大，而且无需与被加热物质接触，简单理解就是类似于拿阳光聚焦之后点燃木屑。但是单个激光器的能量太低，所以为了解决这样的问题，需要将多个激光器的能量聚焦于同一点。该问题看似简单，实则非常困难。因为必须保证在短暂的加热时间内，被加热物体的所有方向受热均匀，一致向球心坍缩（简单理解就是将被加热物质想象成一个足球，如果想要挤压足球内部的空气，最好的方法就是从四面八方一起用力，使其体积被压缩。如果仅仅从两个方向使劲，则足球会变形，足球内部的空气被挤压效果就会大打折扣）。这不仅需要每个激光器对准的方向控制地异常精确，也需要在这一极短的时间内每个激光器的能量大小需要严格控制。目前在该领域美国的研究进展是最快的，其「国家点火装置」目前正在实验将192个激光器聚焦于同一点。而我国的「神光三号」项目目前则正在试验将32个激光器聚焦，下一步目标是48个

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我国研发的神光3号惯性约束核聚变激光驱动装置
【可控核聚变的难点在哪里】现在再来讨论第2个问题，我们拿什么来盛放这些物质。上亿度的物质足够烧毁任何与其相接触的东西，那么就算能将这些反应燃料点燃，又能拿什么来盛放它？「超导托卡马克」装置的研制就是为了实现能将上亿度的物质存放于其中的目的。具体的基本原理在高中物理课本就有提到，是通过将这些物质约束在一个密闭的环中使其高速旋转，来将其固定在一个密闭的空间中，从而实现了变相的盛放。如果感兴趣的话网上关于该装置的资料也有很多