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核聚变能源：无限能源的梦核聚变能源被誉为人类能源发展史上的一项重大突破，被寄予了无限能源的梦想。
核聚变是一种在太阳等恒星内部自然发生的过程，通过在地球上人工模拟这一过程来获取能量。
相比目前广泛应用的核裂变能源，核聚变能源具有更高的安全性、更少的放射性废物产生以及更丰富的燃料资源等诸多优势。
本文将探讨核聚变能源的原理、发展现状以及未来前景，展望这一无限能源的梦想可能带来的巨大变革。
### 核聚变能源的原理核聚变是指将两个轻核聚变成一个更重的核过程，释放出巨大能量的现象。
在太阳等恒星内部，高温高压的环境下，氢原子核不断发生聚变反应，释放出巨大的能量和光辐射。
人类试图在地球上复制这一过程，通过控制高温等条件，使氢同位素氘和氚在等离子体中发生聚变反应，从而释放出巨大的能量。
核聚变反应的基本原理是利用氢同位素氘和氚在高温高压条件下融合成氦，释放出中子和能量。
其中，氘和氚是地球上丰富的氢同位素，氚可从重水中提取，氘可从海水中提取，因此核聚变燃料资源相对充足。
而核聚变反应释放的能量远远超过核裂变反应，且产生的放射性废物远远少于核裂变，因此核聚变被认为是清洁、安全的能源形式。
### 核聚变能源的发展现状目前，全球范围内正在进行着多项核聚变能源研究与实验。
其中，国际热核聚变实验堆（ITER）项目是目前规模最大、最具代表性的核聚变实验项目之一。
ITER项目由欧盟、中国、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国等国共同合作建设，旨在通过在法国南部建设的实验堆中实现长时间、稳定的核聚变反应，为未来商业核聚变电站的建设提供技术支持。
除了ITER项目外，各国还在进行着各自的核聚变能源研究。
中国提出了“人造太阳”工程，旨在建设一座可持续运行的核聚变装置，为未来的商业应用做准备。
美国、日本等国家也在积极推进核聚变能源技术的研究与开发，力求在未来实现核聚变能源的商业化应用。
### 核聚变能源的未来前景随着全球对清洁能源的需求不断增加，核聚变能源作为一种无污染、高效能源形式，具有巨大的发展潜力。
54CHINA EQUIPMENT 2009.6终极能源有多远新能源是媒体关注的焦点，而核电则是焦点中的焦点，国家正式确立的2020年4000万千瓦的核电装机容量预示着这个产业巨大的发展空间。
然而，核电挥之不去的神秘色彩，又让这场巨大的能源变革远离了公众的视线。
在不为人关注的核世界中，诸多的技术流派你追我赶。
或许，这场象牙塔里的风暴能够在20年后带给人类像原子弹般划时代的剧变，彻底终结人类能源的紧缺问题。
记者/ 张凌终极能源——核聚变地球的生命来自于太阳，太阳的能量来自于核聚变，这就是可控核聚变被喻为“人类终极能源解决方案”的原因。
每克氘聚变时所释放的能量为5.8×108kJ，大于每克铀235裂变时的8.2×107kJ。
另外，核聚变没有放射性污染，没有难以处理的废料，并且海水中的氘非常丰富且容易提炼。
但是，从理论上讲，克服氘核间的巨大斥力需要数亿度的高温，以及足够高的粒子密度和持续时间，这就是可控核聚变最关键的技术难点。
由于实现可控聚变的条件十分可观。
因此，聚变能源的开发和应用，被认为是人类科学技术史上遇到的最具挑战性的特大科学工程。
为此，1985年，美苏首脑在日内瓦峰会上提出建造国际热核聚变实验堆（ITER，International Thermo-nuclear Experiment Reactor），该提议经过多年的演进，如今成为由中国、美国、欧洲、日本、俄罗斯、韩国和印度七国组成的国际组织。
与此同时，各国也在独立研发核聚变，力争占据优势地位。
ITER计划预计耗资100亿美元，设计聚变功率50万千瓦，等离子体持续时间大于500秒。
ITER将综合演示聚变堆的工程可行性、进行长脉冲或稳态运行的高参数等离子体物理实验。
各国科学家寄希望于这座核聚变堆在受控核聚变攻关中实现质的飞跃，证实受控核聚变能的开发在技术上和工程上的现实性。
如果实验堆ITER如期建成，则一座电功率为百万千瓦级的示范核聚变电站可望在2025年前后建成，并于2050年左右实现商用化。
核聚变能源引言随着全球能源危机的日益严重，人们对于可持续、清洁的能源需求越来越迫切。
在这样的背景下，核聚变能源作为一种潜在的无限清洁能源引起了科学界的广泛关注。
本文将介绍核聚变能源的概念、发展现状以及面临的挑战。
核聚变能源概念核聚变是轻原子核结合成较重原子核的过程，这一过程会释放出巨大的能量。
太阳和其他恒星的能量来源就是核聚变反应。
在地球上模拟这一过程，即通过人工控制实现核聚变，可以为人类提供几乎无穷无尽的能源。
发展现状目前，国际上有多个大型项目致力于研究可控核聚变，例如国际热核聚变实验反应堆（ITER）项目。
这些项目的目标是证明核聚变作为能源的可行性，并推动相关技术的发展。
技术途径核聚变研究主要采用两种技术途径：磁约束和惯性约束。
磁约束利用强磁场来限制和控制高温等离子体，而惯性约束则通过激光或粒子束快速压缩燃料靶丸，使其达到足够高的温度和压力以引发核聚变。
面临的挑战尽管核聚变能源具有巨大的潜力，但要实现商业化应用仍面临诸多挑战：- 技术难题：如何有效地控制高温等离子体，确保反应持续稳定进行，是目前最大的技术挑战之一。
- 经济性问题：核聚变设备建造和运行成本极高，如何降低成本，提高经济效益是另一大挑战。
- 材料挑战：反应器内部需要能够承受极端条件的材料，这些材料的开发和测试也是研究的重点。
前景展望尽管存在挑战，但随着科技的进步，核聚变能源的未来依然充满希望。
一旦突破关键技术和经济性问题，核聚变有望成为解决全球能源和环境问题的重要途径。
此外，与传统的裂变核电站相比，核聚变产生的放射性废物极少，更加环保安全。
结语核聚变能源作为一种理想的未来能源形式，其研究进展值得我们持续关注。
通过国际合作与科技创新，人类有望在未来几十年内实现核聚变能源的商业化应用，为地球带来更清洁、更安全的能源解决方案。
终极能源来了？创纪录意味着什么作者：暂无来源：《科学之友》 2021年第7期支撑人类社会运转的几乎一切能源，从煤、石油、天然气，到风能、生物能，其本质都是太阳能，而太阳上的能量来自内部的核聚变反应。
当人类发现太阳产生能量的原理（核聚变）之后，便找到了无限能源的可能性。
全超导托卡马克核聚变实验装置，是人类通过科学技术在实验室里复制一个“太阳”，目的就是为了寻找人类未来的能源出路。
更重要的是，核聚变技术是一项几乎完美的技术，不会产生污染且近乎于无限使用。
未来一旦掌握这项技术，人类将踏入无限能源时代。
核聚变是理想的终极能源能源是驱动万物运行的根本动力。
现今人类使用的能源主要有化石能源（煤、石油、天然气）、风能、水能、太阳能和核能（核电站发电），但这些能源都存在诸多缺陷，如面临资源枯竭、环境污染、危害健康和生命（核电站事故产生辐射）、受限于气候或地理条件等，因而不能全面和充分地满足人类需求。
然而，核聚变产生的能源，既可以充分满足人类需求，又没有污染环境和危害人类、生物的弊端。
据测算，1升海水中含有的氘，核聚变反应后即可产生300升汽油燃烧的能量，生成物也没有危害。
因此，核聚变能源被认为是理想的终极能源。
人类生产和生活的各个方面，都可以采用核聚变能源。
虽然不是“永动机”，但核聚变可以超长时间地提供能源，不仅可以实现美国漫威超级英雄钢铁侠依靠胸口那个小型反应炉供能，日常生活中的电动汽车、手机等也都用不着充电，就连宇宙飞船都可以拥有无穷无尽的能源遨游太空。
不仅如此，核聚变的产物为氦和中子，不排放有害气体，也不危害生命和健康，有助于让生态和环境保持良好状态，减少地球上的温室效应、酸雨、雾霾。
而且，由于原料从海水中就能获得，核聚变能源的获得成本将极为低廉。
“核聚变能一旦实现和平利用，地球上的能源将取之不尽、用之不竭，因能源短缺带来的社会问题可得到彻底解决，人们的生活水平也将因此而得到极大提高。
”中核集团核工业西南物理研究院院长段旭如说，像海水淡化、星际飞船这类工程，过去因耗能太大而令人们犹豫不决，而未来在可控核聚变能的支持下，都将能够更快发展。
核聚变能源：无限能源的梦核聚变是一种在太阳和恒星中常见的自然过程，也是我们追求的无限清洁能源之一。
本文将对核聚变能源的基本原理、发展历程以及未来前景进行探讨，展示其在解决能源危机、减少碳排放等方面的巨大潜力。
核聚变的基本原理核聚变是指两个轻核聚变成更重的核，释放出巨大能量的过程。
在核聚变过程中，氢同位素氘和氚是最常用的燃料。
通过高温高压等条件，使氢同位素发生核聚变反应，释放出大量能量和高速中子。
核聚变反应所释放的能量远远超过化石燃料燃烧释放的能量，且没有二氧化碳等有害气体排放，因此被认为是一种非常清洁的能源形式。
核聚变能源的发展历程核聚变作为一种理论上极为吸引人的能源形式，自20世纪初被人们首次提出以来，就一直备受关注。
20世纪50年代，人类开始了核聚变能源的研究与实践，先后建立了不同规模的核聚变实验装置。
1970年代，ITER（国际热核聚变实验堆）计划正式启动，致力于通过核聚变实验堆来验证核聚变技术的可行性。
然而，由于核聚变实验的复杂性和高昂的研发成本，使得核聚变技术的商业应用一直未能实现。
尽管如此，各国仍然坚定不移地投入资金和人力资源，致力于攻克核聚变能源的关键技术难题。
核聚变能源的潜在前景虽然核聚变能源仍然处于实验阶段，但其潜在前景令人振奋。
一旦核聚变技术得以商业化应用，将彻底改变人类对能源的依赖，实现清洁、安全、高效的能源供应。
与核裂变不同，核聚变反应的燃料广泛、易获取，且产生的废物相对较少，不会造成核辐射泄漏等问题。
因此，核聚变能源被誉为人类解决能源危机的终极选择。
结语核聚变能源作为一种高效清洁的能源形式，无疑是人类发展的重要方向之一。
尽管核聚变技术面临诸多挑战，但各国仍在不懈努力，相信在不久的将来，核聚变能源将成为人类社会发展的重要动力源，实现我们追求的无限能源的梦想。
以上是对核聚变能源的初步探讨，希望能为读者提供一些启发和思考。
让我们共同期待核聚变能源的美好未来！。
核聚变能源：无限能源的梦核聚变是一项对人类来说具有极高科学意义和经济价值的能源技术。
它是从太阳中获取能量的自然反应过程，也被称为“太阳能在地球上的复制”。
核聚变能源凭借其潜在的巨大能量储备和清洁环保的特点，成为追求无限能源的梦想。
1. 核聚变的基本原理核聚变是通过将轻核粒子（通常是氘和氚）加热至极高温度下，使核粒子克服库仑斥力而发生融合的过程。
这一过程中会释放出巨大的能量，且产生大量的氘、氚等二氢元素。
与核裂变不同，核聚变不产生中子泄漏和大量放射性废物，具有较高安全性，可控性和环境友好性。
2. 核聚变能源的优势2.1 无穷尽的能量供应核聚变是追求无限能源的理想选择。
据研究表明，一升水等于约16000升汽油在燃烧后所释放的能量，相比之下，同样体积核燃料释放的能量是油气能源释放能量的数百万倍。
而且，氢作为最轻最丰富的元素，在地球上可潜在获取到的丰富储量为人类提供了近乎无限的潜在能源。
2.2 高安全性和环境友好相较于传统化石燃料和核裂变技术，核聚变具有更高安全性和环境友好性。
首先，在实验室条件下进行核聚变反应时需要极高温度和压力才能维持反应，一旦实验条件不符合要求，反应便会立即停止，避免了失控反应带来的潜在危险。
其次，在核聚变过程中不产生高放射性废物和长寿命放射性物质，有效解决了放射性废物处理问题，降低对环境和人类健康造成的风险。
2.3 建设快速且成本效益高相较于目前商业上使用的核裂变技术，核聚变技术处于早期研究阶段。
然而，随着技术进步和经济学上规模效应逐渐显现，预计未来几十年内核聚变技术将逐渐商业化。
与此同时，随着相关设备、材料以及工艺技术逐渐成熟和完善，建设困难度将大大降低，并且投资回报逐渐增加。
因此，在长远考虑下核聚变技术显得非常有前景。
3. 核聚变面临的挑战除了巨大优势外，核聚变技术仍然面临一系列挑战：3.1 高温高压控制要实现稳定可控的核聚变反应，在实验或工业应用中需要维持极高温度和压力环境。
核聚变人类能源的终极希望在当今社会，能源问题一直是人类面临的重要挑战之一。
随着全球经济的发展和人口的增长，传统能源资源逐渐枯竭，对环境造成了越来越严重的影响。
因此，人们急需寻找一种清洁、高效、可持续的替代能源。
在众多替代能源中，核聚变被认为是人类能源发展的终极希望。
核聚变技术概述核聚变是一种通过将轻原子核融合成较重原子核释放巨大能量的过程。
与目前大多数核电站采用的核裂变不同，核聚变是太阳等恒星使用的能量来源。
在地球上，人类通过复制太阳内部的反应来实现核聚变能源的利用。
值得一提的是，核聚变反应只释放出几乎无害的氦气，不会产生像核裂变那样的高放射性废物，因此被认为是一种清洁的能源形式。
当前核聚变技术面临的挑战尽管核聚变具有很多优势，但要实现可控且持续的核聚变反应仍然存在许多挑战。
首先，需要高温和高压条件下将等离子体保持稳定并延迟逃逸是一个极其困难的技术难题。
其次，如何处理反应堆材料长期辐照引起的损耗和腐蚀问题也是亟待解决的难题。
此外，建设大规模的核聚变反应堆需要巨额资金投入，而且目前还没有完全商业化的成功案例。
全球相关研究与实验进展为了克服核聚变技术面临的挑战，全球范围内进行了大量相关研究与实验。
欧洲热核融合实验堆（ITER）项目是目前最大规模、最有前途的核聚变实验项目之一，旨在证明可控热核融合是可行且可持续的。
除了ITER项目外，美国、中国、日本等国家也积极开展了自己的核聚变研究计划，并取得了一系列重要进展。
核聚变作为地球上清洁能源的前景尽管核聚变技术面临着诸多挑战，但其作为地球上清洁能源的前景仍然令人期待。
一旦成功实现可控热核融合反应，并建立起大规模商业化生产体系，将为人类提供源源不断、清洁高效的能源供应。
与化石燃料相比，核聚变不会排放二氧化碳等温室气体，对缓解气候变化具有重要意义。
结语总之，核聚变被认为是人类能源发展的终极希望。
尽管依然面临技术上和经济上的诸多挑战，但全球各国仍在加大力度推动相关研究与实验。
人类终极能源，可控核聚变研究对资本的吸引力为何超过一切概念？1、可控低温核聚变技术会改变世界格局美国宣布可控核聚变取得重大突破，引起极大反响。
如果确实取得突破，不仅彻底改变人类能源结构，甚至改变世界格局。
能源真的是大问题。
人类的幸福和享乐，很大程度是建立在能源上的。
国家的富裕，民族的强大，都离不开能源支撑。
能源充足的国家，即便人民工作时间不那么长，不那么吃苦耐劳，政府不够精明，人民的生活依然可以日子过得花开一般。
只有46万人口的文莱，全民免费出国医疗，免费店铺读书，免费坐国航飞机出国旅游，没有房子的人还可以让苏丹免费恩赐一块土地自己造房子。
因为有石油，他们有一百多万来自世界各国的专业人才为他们发展国家。
只有31万人口的卡塔尔，吸引了二百多万外国人才为他们建设国家。
卡塔尔人一天工作三小时，外国员工一天工作八小时。
但是卡塔尔人收入是外国人的十倍。
卡塔尔人比美国人富裕太多。
一个世界杯就可以拿出2300亿万。
是过去七界世界杯花钱总数的五倍。
卡塔尔为举办世界杯，31万卡塔尔公民人均付钱74万美元。
相当于人民币510万元。
如果一家6口人，就相当于每户家庭掏钱3000万人民币的办世界杯足球赛。
绝对够土豪。
他们有石油。
全世界人都喜欢石油。
再看看沙特阿拉伯，最近正在与中国谈大生意。
这大生意的背后，最关键的当然是石油。
沙特有石油，中国有核能源技术。
这些年不断衰落的俄罗斯凭什么胆敢单挑国际秩序，这底气是什么？这底气就是整个欧洲对它的能源依赖。
这些年，欧洲的环保主义运动风起云涌，在环保舆论压力下，欧洲关闭了大量核电站、拆掉水电站大坝、封存了大批煤矿。
最终要面临能源危机和能源勒索。
2、人类对于能源欲壑难填人类对于能源的需求是贪得无厌的，从没有适可而止的时候。
即便是那些口口声声说低碳、节能的环保主义者，一旦稍微损害一下他们的生活舒适度，就会怨气冲天。
这方面，大多数环保主义者都非常虚伪，他们只喜欢表演得自己热爱环保，却不愿为环保做出真正的牺牲。
核聚变在未来能源中的地位随着人类社会的不断发展和技术的不断进步，能源的需求量也越来越大。
而传统的化石燃料已经无法满足人们日益增长的能源需求，同时也给环境带来了严重的污染和破坏。
因此，寻找替代能源已经成为当今社会的重要任务之一。
而核聚变能源作为一种非常有前途的替代能源形式，已经备受各国研究和争夺。
核聚变是一种利用重氢和氚等核素进行反应的方法，通过核反应产生巨大的能量。
与核裂变不同，核聚变反应不会产生大量的放射性废料，而且反应产物为氦等稳定元素，因此非常环保和安全。
而且核聚变能源的储量非常丰富，据估计，海水中的氘等元素含量就足以支持全球几千年的能源需求。
核聚变能源的优点非常明显，但是它也存在着一些技术难题。
首先，核聚变反应需要极高的能量和温度，目前还没有找到稳定的能够容纳反应物的材料；其次，目前的核聚变技术还无法实现长时间稳定的聚变反应，因此需要不断的补充反应物才能维持反应过程；此外，核聚变反应需要巨大的投入和复杂的设备支持，因此制造成本非常高昂。
虽然核聚变能源还存在着一些难题，但是各国已经积极开展了很多研究，并且已经取得了一些阶段性的成果。
在欧洲，欧洲核聚变实验堆（ITER）是目前规模最大的核聚变研究项目，共有35个国家和欧盟共同参与。
通过ITER的研究，人类已经成功制造出了聚变反应堆，实现了长达70秒的稳定反应。
在中国，中国科学院近代物理研究所也开展了核聚变能源研究，目前正在建设“东方之光”聚变能研究装置，预计于2020年建成，将成为全球最大的超导托卡马克聚变装置。
此外，日本、美国、韩国等国家也都在积极研究核聚变能源。
可以说，核聚变是未来能源发展的一条非常重要的道路。
核聚变不仅可以满足未来能源发展的需求，而且具有极高的发展潜力和广阔的应用前景。
一旦核聚变技术达到商业应用水平，将可以替代传统的化石燃料，极大地缓解能源短缺和环境污染的问题。
因此，各国都应该加强研究和合作，推动核聚变能源的发展，让人类拥有更加清洁、环保、可持续的未来。
核聚变人类能源的终极希望随着全球对清洁能源需求的不断增加，传统化石燃料的枯竭以及环境污染问题日益严重，科学家们正在寻找可持续且环保的能源解决方案。
核聚变，作为一种理想的能量来源，正逐渐成为人类未来能源的重要希望。
本文将探讨核聚变的基本原理、技术现状、潜在价值以及面临的挑战。
核聚变基本原理核聚变是指轻核在高温高压条件下结合成重核并释放大量能量的过程。
这一过程与太阳内发生的反应类似，因此被称为“太阳能”的来源。
典型的核聚变反应是在氢同位素（如氘和氚）之间进行的，具体反应如下：[ ^2H + ^3H ^4He + n + 17.6 MeV ]这里，氘（2H）与氚（3H）结合形成氦（^4He），同时释放一个中子和约17.6兆电子伏特（MeV）的能量。
和核裂变不同，核聚变产生的废物极少且无长期放射性，对环境影响较小。
为了实现核聚变反应，需要达到极高的温度（约1亿摄氏度），使得原子核克服静电排斥力，从而能够靠近并发生融合。
常用的方法有磁约束和惯性约束两种。
核聚变所需条件实现核聚变所需满足以下几个条件：高温：要实现核聚变，温度必须达到数百万度，不同类型的冷却系统需要精确控温，以维持聚变环境。
高密度：在高温环境下，燃料的密度需要足够高，以增加粒子间碰撞概率，促使核聚变发生。
约束时间：粒子留在高温状态下的时间需要足够长，以便于聚变反应能够持续进行。
通过改进反应堆设计和增强技术手段，科学家们希望在未来能够以更低的投入成本获取可观的核聚变能量。
核聚变技术现状当前，全球范围内已经开展了多项核聚变研究计划，其中最著名的是国际热核聚变实验反应堆项目（ITER）。
ITER位于法国，是一个合作项目，参与国包括中国、欧盟、印度、日本、韩国和美国。
计划通过高度集中的磁场来控制等离子体，使其保持在高温状态下以促进聚变反应。
此外，还有许多国家和公司正积极探索其他类型的聚变技术，如美国的托卡马克和斯特拉托尔，从而争取尽快实现商业化。
各项研究中发现了多种新材料与技术，例如超导材料、主动冷却系统等，为提高核聚变装置的效率提供了基础。
宇宙中的聚变反应;能量的无尽源泉宇宙中的聚变反应：能量的无尽源泉宇宙是一个神秘而广袤的地方，充满了各种奇妙的现象和事件。
而其中最引人注目的之一就是宇宙中的聚变反应，它被认为是能量的无尽源泉。
聚变反应是一种核反应过程，其基本原理是将轻原子核融合成更重的原子核，同时释放出巨大的能量。
这个过程在我们的太阳中发生，使得太阳能够持续地照耀数十亿年。
事实上，太阳的能量绝大部分都来自于聚变反应。
在太阳的核心，温度和压力极高，足以使氢原子核相互碰撞并融合成氦原子核。
这个过程称为质子-质子链反应。
在这个反应中，两个氢原子核碰撞并结合成一个氦原子核，同时释放出巨大的能量。
这种能量的释放是由于质量损失导致的，根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量损失会转化为能量。
聚变反应不仅存在于太阳，还可以在其他恒星和宇宙中的热等离子体中发生。
在恒星中，除了氢的聚变反应外，还存在着更重元素的聚变反应，例如氦的聚变反应。
这些聚变反应不仅释放出巨大的能量，还产生了更重的元素，从而促进了宇宙中的化学演化。
聚变反应不仅仅在天体中发生，人类也试图在地球上实现聚变反应。
热核聚变是一种可持续的能源解决方案，因为它使用氢等丰富的燃料，并且不会产生长时间的辐射废物。
然而，迄今为止，实现可控且可持续的聚变反应仍然是一个巨大的挑战。
科学家们正在不断努力改善聚变反应技术，以实现清洁、高效的能源生产。
宇宙中的聚变反应是一个令人惊叹的过程，它为我们提供了源源不断的能量。
通过深入研究聚变反应，我们可以更好地了解宇宙的起源和演化，同时也有望找到解决地球能源危机的新途径。
随着科技的不断发展，我们有理由相信，聚变反应将成为未来能源领域的重要一环，并为人类创造更加美好的未来。
核聚变能源永无止境的梦想核聚变能源被视为未来能源发展的终极目标，它可以解决人类能源危机、气候变化和环境污染等重大问题。
核聚变能源的优势在于能源充足、气候友好、不产生长久的放射性废料，并且具有良好的安全性。
尽管核聚变能源在理论上已有60多年的研究，但实现商业化仍然面临巨大挑战。
然而，科学家们不断努力，因为他们相信核聚变能源的永无止境的梦想。
首先，核聚变能源是太阳能的理想替代品。
太阳自然地以核聚变反应为其能量来源。
太阳心中的高温和高压条件使得氢原子聚变成氦原子，并释放出大量能量。
科学家们试图在地球上复制太阳的核聚变过程，以产生可持续的能源。
尽管该技术的复杂性和挑战性不可忽视，但追求核聚变能源是为了摆脱依赖不可再生能源，并减少对环境的影响，为可持续能源时代铺平道路。
其次，核聚变能源的优势在于燃料资源丰富。
核聚变过程中使用的燃料主要是氘和氚等重水素同位素。
与核裂变能源相比，核聚变不仅燃料资源更为丰富，而且产生的废料较少，也不会产生长期的高放射性废料。
这意味着核聚变能源在资源利用和环境保护方面拥有巨大的潜力。
然而，科学家们仍然面临解决燃料供应和废料处理等技术难题的挑战。
此外，核聚变能源还具有良好的安全性。
与核裂变能源不同，核聚变反应过程中并不产生链式反应和严重的核事故风险。
在核聚变反应中，燃料的输入和输出可以控制，并且在出现异常情况时能够自动停止反应。
尽管磁约束核聚变设施可能会产生高能量中子，但通过合理设计和建造设施，可以降低对环境和人体健康的危害。
然而，科学家们仍然需要进一步研究和改进，以确保核聚变能源的安全性。
然而，要实现核聚变能源的商业化，仍然面临一些技术与工程难题。
首先，核聚变需要高温和高压条件，以使氢原子能够克服库仑排斥力并发生聚变反应。
因此，科学家们需要解决可控核聚变反应中的高温等离子体控制、能量损耗和材料耐受性等问题。
其次，建造和运营核聚变反应堆需要大规模投资和工程技术的突破。
核聚变反应堆需要具备高度复杂和可靠的磁约束系统、放射性物质的处理与储存技术以及废料处理等设施。
核聚变是一种什么能源？为什么说核聚变是人类的终极能源供应？我们目前所使用的能源形式都存在种种缺陷，比如化石燃料在不久的将来面临枯竭，风能太阳能所能提供的电力有限，核电站产生的核废料和冷却水排放都需要更加严格的监测，因此科学家试图找到更加高效和强大的能量形式，于是核聚变（人造太阳）成为目前在研的能源技术。
据估计，海洋中的氘资源能够提供人类250亿年的能量消耗（以当今的能量消耗速率计算）。
可以认为核聚变电站可以一劳永逸地解决全球变暖的问题，该技术可以让全世界使用到无限而且清洁的能源，目前世界上几个国家已经开始研究核聚变，国际热核实验堆已经在法国建设。
核聚变的高温只能用磁场来约束：核聚变比核裂变释放出更强的能量，同时不会产生放射性的核废料，因此核聚变是一种清洁而高效的能源，但是我们目前仍然没有掌握可控核聚变的技术。
美国科学家在可控核聚变上进行了开创性的研发，但是目前用于发展该技术的资金较少，更离奇的是，美欧等每年在风电等能源上投入了大量资金，可达到千亿美元的规模。
因此有评论认为中国和韩国可能在核聚变研究领域会有所突破，因为他们可以获得资金的支持。
核聚变是一种非常清洁的能源，且原料可来自海水：核能其实是一种令人生畏的能量，原子核虽小，微小的质量亏损只要乘以光速的平方就可以获得巨大的能量，早期的核裂变反应堆是第二次世界大战中的曼哈顿计划，利用铀原子分裂时产生的能量，但这是非常危险的，同时也是非常简单的核裂变形式，只要你获得大量的放射性铀，然后就可以利用裂变原理发生连锁反应，最后我们会得到核废料，于是如何处理核废料成了一个大难题。
风电的发展也受到一些环保人士的谴责，低频噪音对周围生物不利：传统的核废料处理方法是使用密封的容器封闭起来，然后进行深埋，或者丢到无人区、深海中，这就会造成不可预测的后果，虽然这些密封的容器可以承受海底的高压，但是核泄漏仍然存在可能。
相比之下，核聚变就清洁多了，无放射性的危害，而且聚变反应堆的原料是重氢，我们可以从海水中提炼，因此核聚变是取之不尽，用之不竭的能源形式，如果将其用于宇宙飞船，就有可能进行星际旅行。
人类“终极能源”：可控核聚变
吴西顺;王登红
【期刊名称】《自然资源科普与文化》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】能源,是人类的永恒话题,从钻木取火、水车风车、挖煤烧炭到蒸汽机、内燃机、火车、汽车,再到飞机、火箭,都离不开能源的驱动。
从煤炭、石油等传统化石能源到太阳能、风能、海洋能、地热能、核能等新能源,能源利用的形式越来越丰富多样,也越来越高效环保。
20世纪40年代,为追求更高的能量效率和更环保的能源方式,人们开始研究可控核聚变。
如今,可控核聚变被誉为人类“终极能源”之解决方案。
【总页数】6页(P22-27)
【作者】吴西顺;王登红
【作者单位】中国地质图书馆;中国地质科学院矿产资源研究所
【正文语种】中文
【中图分类】F42
【相关文献】
1.人类能源的根本出路：加速核聚变能源应用开发研究
2.可控核聚变:人类的终极能源
3.未来能源——可控核聚变
4.核聚变取得新突破,人类拥有终极清洁能源的目标还远吗?
5.可控核聚变--“无限的能源”梦想
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
核聚变人类能源的终极希望核聚变是一项在过去几十年中备受关注的研究领域，因为它代表了人类能源问题的终极解决方案。
本文将探讨核聚变的原理、发展现状以及可能的未来应用前景。
核聚变原理与发展历史核聚变是指将两个轻元素的原子核融合成一个更重的元素核，并释放出巨大的能量。
与核裂变（将重元素核分裂成更轻的元素核）相比，核聚变具有更多的优势。
首先, 核聚变过程中产生的原子核是稳定的，不存在放射性废料问题；其次, 起初需要输入少量能量来启动反应，但产生的能量要远远大于输入能量，可以实现可持续的能源供应。
研究人员在20世纪50年代就开始了对核聚变的探索，但由于技术条件、材料科学和大规模实验设备等方面的挑战，进展十分缓慢。
直到20世纪70年代以后，随着计算机模拟和实验技术技术的突破，核聚变研究取得了显著进展。
1980年代后期，国际热核聚变实验堆（ITER）项目开始筹备，并于2010年正式启动。
当前核聚变研究现状目前最被广泛关注的国际合作项目是ITER。
ITER是一个致力于建造和运营超导磁约束和等离子体物理实验设施的合作项目。
该项目由中美欧日韩俄等35个国家组成的国际联盟共同推进。
目标是在 2亿至 3 亿摄氏度的高温下，在将来 10 年内取得可受控聚变能源转换技术方面重大进展。
ITER实验装置由超导电磁体系统、加热高频系统、真空系统、气体处理和处理系统以及辐射防护系统等多个关键模块组成。
计划在2025年前进行第一次高约束聚变实验。
此外, 一些发达国家如美国、中国等也在进行自己的核聚变项目研究，并取得了一些进展。
虽然目前核聚变技术远未达到商业化水平, 但各国政府对该领域的投资与支持表明人类对新能源开发和替代传统化石燃料的渴望。
核聚变技术应用前景一旦成功地掌握了可控核聚变技术，将会带来巨大的能源革命。
以下是几个可能应用的领域：清洁高效能源供应核聚变反应不会产生二氧化碳等温室气体和放射性废料，对环境污染少，不会引发类似于福岛或切尔诺贝利那样的严重事故。
为什么说核聚变是终极能源？随着社会的进步，人类对能源的需求越来越大，传统的化石能源已经接近枯竭。
可控核聚变是解决能源危机的最终手段。
一升海水中的氘元素蕴含的能量相当于300升汽油。
01磁场约束核聚变——托克马克装置托卡马克，是一种利用磁约束来实现受控核聚变的环性容器。
它的名字Tokamak 来源于环形、真空室、磁、线圈。
最初是由位于苏联莫斯科的库尔恰托夫研究所的阿齐莫维齐等人在20世纪50年代发明的。
托卡马克的中央是一个环形的真空室，外面缠绕着线圈。
在通电的时候托卡马克的内部会产生巨大的螺旋型磁场，将其中的等离子体加热到很高的温度，以达到核聚变的目的。
相比其他方式的受控核聚变，托卡马克拥有不少优势。
1968年8月在苏联新西伯利亚召开的第三届等离子体物理和受控核聚变研究国际会议上，阿齐莫维齐宣布在苏联的T-3托卡马克上实现了电子温度 1 keV，质子温度 0.5 keV，n τ=10的18次方m-3.s，这是受控核聚变研究的重大突破，在国际上掀起了一股托卡马克的热潮，各国相继建造或改建了一批大型托卡马克装置。
其中比较著名的有：美国普林斯顿大学由仿星器-C改建成的 ST Tokamak，美国橡树岭国家实验室的奥尔马克，法国冯克奈-奥-罗兹研究所的 TFR Tokamak，英国卡拉姆实验室的克利奥（Cleo），西德马克斯-普朗克研究所的 Pulsator Tokamak。
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。
EAST成为世界上第一个建成并真正运行的全超导非圆截面核聚变实验装置。
早在1933年，即发现核裂变现象五年前，人类就发现了核聚变。
虽然核裂变比核聚变发现得晚，但是很快就实现了核裂变爆炸。
随着受控核裂变发电获得成功，世界范围内大规模核电站建设迅速展开，并投入商业运行。
在核聚变实现后，同样，人们也试图能和平利用受控核聚变，如建立受控核聚变发电厂。
与利用核裂变发电相比，利用受控核聚变的能量来发电具有许多优点：一是理论和实践都证明，核聚变比核裂变释放出的能量要大得多；二是资源蕴藏丰富，作为重核裂变主要原料的燃料铀，目前探明的储量仅够使用约一百年，而轻核聚变用的燃料氘在海水中储藏丰富，1升海水可提取30毫克氘，通过聚变反应能释放出相当于300公升汽油的能量。
可谓取之不尽，用之不竭；三是成本低，1公斤浓缩铀的成本约为1.2万美元，而1公斤氘仅需300美元；四是安全可靠，万一发生事故，反应堆会自动冷却而停止反应，不会产生放射性污染物，不会发生爆炸事故。
但是，人类发现核裂变半个多世纪过去了，受控核聚变的研究进展缓慢，与受控核裂变的研究情况不同，受控核聚变至今还没有实现可利用的能量输出。
国际热核聚变实验堆计划“国际热核聚变实验堆（ITER）计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一，建造约需10年，耗资50亿美元（1998年值）。
ITER 装置是一个能产生大规模核聚变反应的超导托克马克，俗称“人造太阳”。
2003年1月，国务院批准我国参加ITER计划谈判，2006年5月，经国务院批准，中国ITER谈判联合小组代表我国政府与欧盟、印度、日本、韩国、俄罗斯和美国共同草签了ITER计划协定。
2013年1月5日中科院合肥物质研究院宣布，“人造太阳”实验装置辅助加热工程的中性束注入系统在综合测试平台上成功实现100秒长脉冲氢中性束引出。
国际聚变界普遍认为，今后实现聚变能的应用将历经三个战略阶段，即：建设ITER装置，并在其上开展科学与工程研究(有50万千瓦核聚变功率，但不能发电，也不在包层中生产氚)；在ITER计划的基础上设计、建造与运行聚变能示范电站(近百万千瓦核聚变功率用以发电，包层中产生的氚与输入的氘供核聚变反应持续进行)；最后,将在本世纪中叶(如果不出现意外)建造商用聚变堆。
我国将力争跟上这一进程，尽快建造商用聚变堆，使得核聚变能有可能在本世纪末在我国能源中占有一定的地位。
02惯性约束核聚变——激光打靶点火装置“惯性约束核聚变”是利用物质惯性对燃料靶丸进行压缩、加热、点火并达到充分热核反应，从而获得能量增益的过程。
美国的国家点火设施国家点火装置的靶室（192束激光聚焦在小小的氘-氚靶丸上）为激光器的7680个闪光灯提供电能的超过160公里的高压电缆1992年7月，克林顿总统宣布美国延期暂停核试验，同时责成能源部探索在不进行地下核试验的情况下确保美国核弹头先进、可靠和保密的其他途径。
1994财政年度，国防管理法规要求能源部提交一项有关美国核武器核心知识和技术资料安全管理的计划。
1994年11月，被称为“国家点火设施”的激光核聚变计划正式签发，同时得到能源部“惯性约束核聚变”顾问委员会的赞同，并于1996年的国会预算中获得0.61亿美元的拨款。
国家点火设施采用192束351纳米波长的激光，总能量为1.8兆焦。
诺瓦聚变激光器的诞生地——劳伦斯国家实验室被认为是国家点火设施最合适的选址。
当时计划1997年春开始建造，并希望于2002年晚些时候建成使用，总预算为10.74亿美元。
法国“太阳神”及未来计划自1986年以来，一个被称为“太阳神”的激光核聚变装置就在法国开始运转。
太阳神由美国劳伦斯国家实验室工程设计，该实验室和法国里梅尔小组共同建造。
因“师出同门”，系统与诺瓦颇为相似，以钕玻璃激光器为基础，3倍频后在351纳米处产生脉宽1纳秒的脉冲，但脉冲能量只有8千焦。
1994年，法国原子能委员会和美国能源部签署了一项美法共享兆焦级激光研究成果的双边协议。
1995年5月，法国政府宣布，它将在波尔多市附近建造一个自己的系统。
该系统与美国的国家点火设施类似，采用波长351纳米的3倍频钕玻璃激光器，60组共240束（每组4束）激光，总脉冲能量为1.8兆焦。
原计划也是1997年初开始建造，预计6～8年建成，耗资12亿美元。
中国惯性约束核聚变研究惯性约束核聚变研究工作的三要素是，极高功率的激光系统，激光照射目标（靶）的物理特性及诊断设备。
我国于80年代较早时候研制成功国内当时功率最高的钕玻璃固体激光器，即被称为“神光Ⅰ号”的装置。
1986年和1990年，在该装置上先后进行了直接驱动和间接驱动热核聚变实验，它标志着我国在该领域已进入世界先进行列。
1993年，经国务院批准，惯性约束核聚变研究在国家863高技术计划中正式立项。
从而推动了我国这一领域工作在上述三个方面更迅速地发展。
首先表现在，由中国科学院和中国工程物理研究院联合研制的功率更高的神光Ⅱ号固体激光器问世，它在国际上首次采用多项先进技术，将成为我国第九个和第十个五年计划期间进行惯性约束核聚变研究的主要驱动装置。
与此同时，曾为我国在这一领域的研究与发展立下汗马功劳的神光Ⅰ号于1994年光荣退役；另一方面，比神光Ⅱ号技术更先进、规模更大的新一代固体激光器的设计工作已经开始，有关的多项单元技术已取得显著进展，一些重要技术达到国际水平。
此外，作为另一种可能的驱动源，氟化氪准分子激光器的研究也取得重大进展。
在靶物理研究方面，建立了很多理论模型，进行了大量数值模拟，在神光装置和星光装置上所进行的物理基础研究，对激光与靶耦合、辐射场与高温高压等离子体特性、内爆动力学和流体力学不稳定性、热核点火和增益燃烧等物理规律进行了系统研究，获得了对靶物理规律较系统和深入的认识。
诊断设备方面，在原有基础上积极研制、开发和引进一批高精度的仪器，对物理测量起到了十分重要的作用。
可以期望，我国激光领域的广大科技工作者将发扬艰苦奋斗的精神，最终实现惯性约束核聚变的点火燃烧，建成聚变核电站，为我国经济发展和人民生活提供最理想的能源。
日本的“新激光Ⅻ”和拍瓦项目日本目前正在运转的有代表性的装置是大阪大学激光核聚变研究中心建造的“新激光Ⅻ”系统。
随着最近拍瓦（l拍瓦=10 15瓦）激光器的迅速发展，该中心正在研究一种“高速点火”方法，其目标是力争在21世纪初实现点火、燃烧和高增益化。
03“核聚变”可以一劳永逸解决人类能源问题在最好的情况下，每升海水中的氘聚变能够放出的能量，相当于燃烧300升汽油。
同等质量的轻元素聚变产生的能量比重元素裂变放出的能量大得多，而产生的辐射也少得多。
对环境保护的考虑也是人们努力发展核聚变技术的原因之一，虽然它还及不上对能源的需求。
化石能源的逐渐耗竭已经是人所共知的事实，而风能、太阳能等可再生能源在目前来看，也无法完全满足人们对能源的渴求。
核聚变发电，是能源的明日之星。
宇宙中最轻的元素是氢，它的原子核只有一个质子。
它的两种同位素氘和氚，虽然也都只有一个质子，但是却分别拥有一个和两个中子。
核聚变，主要依靠的就是这两种同位素。
在某些情况下，当两颗氘原子核结合时，将会变成一个氚原子核，放出一个质子和3.03兆电子伏特的能量；另一些情况下，将会变成有两个质子和一个中子的氦3原子核，放出一个中子和2.45兆电子伏特的能量。
而氘原子核和氚原子核结合，将会产生一个氦4原子核，放出一个中子以及14.06兆电子伏特的能量，而氘原子核和氦3原子核结合，会成为一个氦4原子核，放出一个质子和14.67兆电子伏特的能量。
我们现在谈到的核聚变，就是指这四种反应。
核聚变的原材料很容易找——地球上氘的含量并不算少，每一万个氢原子中就有一个是氘原子。
在最好的情况下，每升海水中的氘聚变能够放出的能量，相当于燃烧300升汽油；而一个百万千瓦的核聚变电厂，每年只需要600公斤原料，但一个同样规模的火电厂，每年将需要210万吨燃料煤。
虽然氚在地球上并不存在，但是我们可以通过用中子轰击锂元素的方法来制造它。
氦3是目前最理想的核聚变原料，虽然在地球上也找不到，但是在我们举目可及之处却大量存在——在月球、土星和火星上，氦3的含量足够人们随心所欲地挥霍数十万年。
现在的我们，就像是站在四十大盗藏宝洞之前的阿里巴巴，唯一所缺乏的，就是一句开门的咒语。
幸好，我们已经快要猜到那句咒语，一段传奇，即将在眼前展开。
04结语在最好的情况下，每升海水中的氘聚变能够放出的能量，相当于燃烧300升汽油。
如果单纯根据地球上海洋中氘资源总量估计，核聚变能可供人类使用数亿年，甚至数十亿年。
因此科学家可以夸下海口说“核聚变能够一劳永逸地解决整个人类能源问题”。
不过，在人类实现可控核聚变方面还有一段路要走，科学家乐观估计大约50年。
