IT之家 8 月 7 日消息，核聚变是一种能源技术，其利用恒星的原理，将氢原子核合并成氦原子核，从而释放出巨大的能量。 如果能够在可控的条件下实现核聚变，那么人类就可以拥有一种清洁、安全、无限的能源。 实现净能量增益一直被视为证明商业核聚变电站可行的关键一步，然而，仍有一系列障碍需要克服。
从第8节我们已经知道，磁镜是可以在一定程度上约束带电粒子的。 这将导致一些粒子被“捕获”在局部磁镜中，无法完整地完成环向运动，也就不能消除磁场曲率和磁场梯度带来的漂移，进而导致粒子损失。 特别是用于加热其它粒子的高能离子，由于碰撞频率很低，一旦被局域磁镜捕获就几乎逃不出来，损失很快。
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核聚变（英語：Nuclear fusion，台湾稱為核融合），又稱融合反應，是指将两个较轻的核结合而形成一个较重的核和一个極轻的核（或粒子）的一种核反应形式。 在此过程中，物质並没有守恒，因为有一部分正在聚变的原子核的物质被转化为光子（能量）。 现在也就是只是在做模拟实验，已达到聚变发生的条件尽可能多的完成一些，真正的装置还没有建成呢，现在是国际合作项目，有几个国家在磨洋工，真正建成还需要一二十年，在建成之后要达到所有的条件还不知道需要多久。 他们认为可以对聚变反应的高温等离子体进行磁约束，不用直接接触，因此大大降低了对材料的要求，让可控核聚变的实现成为可能。
凭借 192 束激光以及比太阳中心高三倍以上的温度，科学家们在通往几乎无污染聚变能源的漫长道路上（至少在几分之一秒内）达到了一个关键的里程碑。 2005年，部分科学家相信已经成功做出小型的核聚变[5]，并且得到初步验证[6]。 由于等离子体很快就会飞散开来，所以必须先将其封闭。 用来使等离子体封闭的方法有许多种，太阳内部是利用巨大重力使等离子体封闭，而在地球上则必须采取别的方法，磁场的利用便是其中一种。 当等离子体带电时，电荷被卷在磁力线上，因此只要制造出磁场，就能够将等离子体封闭，使它们悬浮在真空中。 作为中国国家大科学装置之一，建设花费6年时间，前后投入经费3亿元人民币。
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由于托卡马克容易建造也容易得到较好的实验结果，从1970年代起，各国研究机构纷纷建设托卡马克，世界范围内托卡马克的数量要远多于仿星器（数量差异接近两个量级）。 大量的研究也促使托卡马克成为目前人类理解最充分的一种磁约束核聚变方案。 而且，仿星器天然就是一种可长时间连续运行的磁约束聚变装置，非常符合未来聚变电站的需求。
- 在屏蔽聚变中，我们在实验中观察到，高能氘核与晶格中的另一个氘核融合。
- First Light的动力装置设计涉及将目标落入反应室，并通过同一入口向下发射射弹，因此它在正确的时刻赶上并撞击目标，并释放聚变能量脉冲。
- 可控核聚变的燃料可以是氢的同位素氘（dāo氢2，重氢，D）、氚（chuān氢3，超重氢，T)，这两种地球的大海里有很多，可以认为是无穷无尽的。当然，提取氘和氚元素还是比较麻烦的，成本还是有一些高。
- 所以日本在ITER建设地址上，与欧盟支持的法国争得不可开交。
- 2021年5月，EAST創造新的世界紀錄，成功實現可重複的1.2億攝氏度101秒和1.6億攝氏度20秒電漿運行，將1億攝氏度20秒的原紀錄延長了5倍[12]。
增加質子或減少中子都會使得克服勢壘所需的能量變多。 在此過程中，物質並沒有守恆，因為有一部分正在融合的原子核的物質被轉化為光子（能量）。 当种种不切实际的想法失败后，真正可行的“托卡马克”方案把世界各国推到了脚踏实地进行基础科学研究的轨道上。
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该研究有两个目标：第一个目标是设计和开发一种新的 PIC 方法，在 PIC 计算周期中采用 DL 技术。 第二个目标是确定基于 DL 的 PIC 方法与传统 PIC 方法相比，在稳定性和准确性方面的优势。 等离子体是高度非线性和多尺度的，这对理解、建模和控制这些系统提出了严峻的挑战。 理论、数据驱动和机器学习方法正在彻底改变高维非线性系统的分析、建模和控制，尤其是在流体力学领域。
一种方法是将冷冻的燃料颗粒发射到反应堆的深度燃烧区，在那里它们将更有效地燃烧。 另一种方法是将回收时间缩短到20分钟，利用金属箔作为过滤器快速去除杂质，并将氚直接送回机器中而不是分离它们。 不过，中国、韩国和美国政府计划的大型试验聚变反应堆中，每个堆每年可能都需要几公斤氚。 根据欧洲核聚变研究机构预计，ITER的继任者DEMO还需要更多的氚，DEMO将比ITER大50%，届时其将作为一个示范发电站，为电网提供500兆瓦的电力。
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在加拿大，General Fusion 等私营公司也在研究相关技术。 尽管人们希望聚变能在本世纪下半叶成为能源经济的关键组成部分，但各国和国际上的大型项目不会那么快成功，缓解气候变化所需的能源脱碳还有待时日。 不过，私营企业希望能更快造出可用、成本适中的设备（见“聚变热潮”）。
HB11 Energy的结果发表在同行评议的科学期刊《应用科学》上，并证明了氢和硼-11使用高功率激光进行非热聚变。 展望下一代聚变技术，英国原子能管理局(UKAEA)开发了一种激光焊接机器人snake，能够在聚变电站的管道系统内操作。 当前，地球正面临着几个世纪以来燃烧化石燃料造成的气候危机。 我们已经看到这种情况正在发生，地球变得越暖，这些灾难就会变得越严重。 私营公司建造的反应堆在规模上不及ITER这种级别的项目，造价自然也会便宜得多。 Tokamak Energy公司的联合创始人David Kingham想要打造几十亿美元的设备，而Binderbauer认为TAE的系统仅需约2.5亿美元。
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这种聚变所需的温度是氘氚聚变的10倍——约10亿开尔文。 它的优点是，选用的燃料资源丰富，且不会产生污染反应堆的中子。 Binderbauer表示，这一概念的维护成本更低，可持续性较好。
另外，推进器爆炸是一次性释放所有的能量，产生的庞大推力，是远远大于推进器工作时的推力。 月球上一个核弹爆炸相当于一个点脉冲波源，会产生一个球面脉冲波，且每个波都会穿过月球球心。 并且根据波的叠加，两个脉冲波同时经过同一点则该质点位移相叠加（能量也会增强）。 如果可以将所有核弹发出的脉冲波都能同时到达月心，则相当于核弹的能量都聚焦到了月心，因此发生月心核变。 核聚变 核聚变 但由于月球表面凹凸不平，每个核弹和月心的距离都不一样，则从核弹爆炸波产生到到达月心的时间也不一样。 因此需要提前计算好每个核弹爆炸后其对应波到达月心的时间，根据其时间差来分别引爆核弹。
核聚变: 核聚变
这可能是一项全新的世界纪录，不过当事人可能提都不愿提。 在法国南部，一个由 35 个国家共同参与的合作项目正试图实现有史以来规模最大、最为野心勃勃的科学实验：一个被称为国际热核聚变实验堆（ITER）的巨型核聚变发电项目。 然而，以高出太阳内核十倍的温度“燃烧”等离子体，让这颗熊熊燃烧的“人造太阳”一次能产生持续数秒的净能量输出，并为核聚变能源在其他方面的应用提供壮观且数不胜数的先决条件，已经不是 ITER 肯定能打破的记录了。 恰恰相反，ITER 正滑向创纪录的灾难边缘，它的工期不断推迟，预算超支，结果可能会成为历史上最拖延、成本膨胀也最厉害的大科学项目。
氘和氚发生聚变反应所需的温度和密度要低于普通氢原子。 美国有线电视新闻网（CNN）表示，科学家认为，该实验所取得的突破，证明人类获取一种近乎无限的清洁能源是可能的。 美能源部称，此次核聚变实验中，“国家点燃实验设施”向目标输入了2.05兆焦耳的能量，产生了3.15兆焦耳的聚变能量输出，首次展示了惯性约束核聚变的最基本科学原理。 惯性约束核聚变是实现可控核聚变的两大主流方案之一（另一个是磁约束），该技术利用激光的冲击波使得通常包含氘和氚的燃料球达到极高的温度和压力，来引发核聚变反应。 中国工程物理研究院已形成了脉冲功率驱动器、Z箍缩物理理论与数值模拟、实验与诊断、负载制备、制靶技术等Z箍缩方面的专业研究队伍，并深入开展了理论和物理实验研究、快Ｚ箍缩内爆研究、辐射特性研究。 已成功建成8~10 MA的“聚龙一号”装置，为进一步开展内爆物理及Z箍缩驱动惯性约束聚变基础问题的研究提供了重要的实验平台。
核聚变: 研究歷史
另外，第一壁的任务是把热能导出去，熔点高但导热性不行的陶瓷材料基本上也被毙掉了。 目前比较有希望的候选材料金属钨的熔点为3400℃。 但钨还存在塑性较差的缺点，在离子体破灭的热冲击下，热应力往往会使得材料表面开裂。 商业聚变堆役期中第一壁中子剂量预计超过100dpa（每个原子被撞离正常位置的平均次数），而裂变堆的剂量在1dpa量级，因此现有的裂变堆材料很难直接拿到聚变堆中使用。 此外，中国独自建立运行的著名“人造太阳”设施近年持续取得进展，2021年底实现1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。 中子会带来很多麻烦：它不带电，穿透力极强，会把大量聚变能量带走。
直到1970年，前苏联在托卡马克装置T-3上，才有可以察觉到的核聚变能量输出，能量增益因子Q值为十亿分之一。 早在1933年，人们用加速器使原子核获得所需的动能，在实验室实现了核聚变。 核聚变 可是从这样的核聚变中得到的能量比加速器消耗的能量要小得多，根本无法获得增益的能量。 在托卡马克装置上努力提高“聚变三重积”，提高能量增益因子Q值（即输出功率与输入功率之比）一直是核聚变研究的核心目标。 这里的密度是大气压的万分之一，温度却达到上亿度，氘氚原子核在猛烈地对撞，发生核聚变变成氦、中子和能量。 核聚变2023 托卡马克反应堆开发于前苏联20世纪50年代，是研究和开发最彻底的核聚变反应堆，目前仍是大规模核聚变发电的主要候选反应堆。
核聚变: 聚变能的来源
可控核聚變，即核聚變能源，指在人工控制之下利用核聚變產生能量。 核聚變反應是一種結合兩個較輕核子產生較重核子的能量反應。 [1]聚變能研究主要關注於駕馭這個反應並作為大規模可持續能源的來源。
这种反应堆利用一个旋转的液态金属球来约束等离子体；再用一组活塞迅速压缩等离子体。 在这方面，聚变技术的倡导者认为，核聚变行业与航天业有许多相似之处。 航天业原先也是集中在政府机构层面开展，但如今灵活的（尽管通常也受国家支持）私营领域充满干劲和想象力，为航天业注入了更多活力。
核聚变: 公司目标市场
她还补充说，尽管不需要一些科学家之前预期的那么长的时间，但至少需要几十年的时间才能开发出足够的基础技术来建造一座核聚变电站。 核聚变就是两种较轻的元素结合在一起，形成较重的元素的过程。 核聚变 这与太阳提供能量的方式相同，即氢原子的质子在核心以令人难以置信的高温猛烈碰撞，融合在一起产生氦原子。
