各位老铁们，大家好，今天由我来为大家分享可控核聚变很难研究出来嘛，以及核聚变最难的解决办法的相关问题知识，希望对大家有所帮助。如果可以帮助到大家，还望关注收藏下本站，您的支持是我们最大的动力，谢谢大家了哈，下面我们开始吧！

本文目录

1. 可控核聚变的实现难点是什么
2. 有没有可能可控核聚变根本实现不了，宇宙中的文明也无法星际航行
3. 可控核聚变很难研究出来嘛
4. 可控核聚变到底卡在哪里了，感觉现在进展很缓慢

可控核聚变的实现难点是什么

作者是谁，若是不懂的人的问题，回答这问题不值得，核燃料材料有人懂的太容易了。就像美国人做发动机的材料简直太容易了，国人糊弄国人就喜欢乱扯。做核聚变的人也是这样扯就要他早点下马，免得糟蹋人民币。

有没有可能可控核聚变根本实现不了，宇宙中的文明也无法星际航行

第一，可控核聚变一定能实现，因为，理论早已解决，现在只是需要技术的积累与突破。第二，能源问题是目前人类的核心问题，能源问题一旦彻底解决，粮食等等问题就都不是问题，因资源短缺导致的一切问题都将迎刃而解。目前的社会现状将跳跃到下一个状态，是什么，暂不论述。第三，爱因斯坦质能方程式，意味着，能量是无穷的。星际旅行，只是时间问题。第四，时间，是个伪命题，技术手段突破后，时间可能会被重新认识与定义。第四，再下一个阶段，微观与宏观，意识的探索，人体生态系统的认知……下一个阶段，可以憧憬，无法想象。

可控核聚变很难研究出来嘛

不管我们要做什么事，首先要有一个原因，那我们人类为什么要发展可控核聚变呢？这要从能量的角度谈起，到目前为止，我们的所需要能量绝大多数来自太阳，比如说石油、天然气、煤以及水力、风力发电等等，甚至我们生命的根本-食物，它们所蕴含的能量都是太阳赋予的。而太阳的能量来自于哪里呢？这一点大家都知道，它源自太阳内部的氢-氦核聚变反应。

人类现在已经可以利用核裂变来发电了，但地球上核裂变的资源是非常有限的，根据相关数据，目前地球上已探明的可以用作核裂变的原料仅仅够人类使用几十年的时间。相比之下，地球上核聚变的资源就要多出很多了，地球上的海水中拥有40万亿吨氘（氢的同位素），而如果完全利用的话，一公斤氘的核聚变反应就可以产生差不多1亿度的电能。这还没有算上宇宙中其他的广泛存在的核聚变资源，例如月球上储量惊人的氦-3。

如果人类能够随意控制核聚变的能量，我们就可以实现完全的自给自足，甚至可以不再依靠太阳！这也就意味着人类文明将会前进一大步，有了可控核聚变，人类走出太阳系将指日可待。换一个角度来看，核聚变是具有高效率、低成本的清洁能源，这也非常符合人类发展的方向。

核聚变的原理就是通过技术手段将氢原子“捏”在一起，使其聚变为氦，在这个过程中会释放大量的能量。以目前的科技，要使氢原子发生核聚变，就必须用高温高压的方式，这个原理很简单，原子核之间有着巨大的排斥力，我们又不可能真的能将原子核“捏”在一起，所以就只有将原子核加速，只要原子核具有足够的速度，它们就可以克服排斥力撞在一起，而高压环境下的原子核会更集中，这将大大增加原子核碰撞的概率。要将原子核加速，科学家们可以简单的用升高温度的方法来实现，由此可见，核聚变最关键的就是高温环境。

人类的末日武器-氢弹就是核聚变反应，它的原理就是利用引爆小型原子弹（核裂变）来达到高温高压的环境，进而引发氢弹的核聚变反应，并在一瞬间释放出强大的能量。

但这种反应是破坏性的，不可控制的，如果人类要利用它的能量，这种方式明显是不可行的。人类需要用一种持续的、平稳的方式来获得核聚变的能量。从理论上来讲，可控核聚变实现起来似乎并不难，只需要三步就可以，第一步、将核聚变原料放入一个容器中；第二步、对核聚变原料加温加压使其产生聚变反应；第三步、通过某种方式将容器里的能量平稳的导出来。

事实上，要点燃核聚变对于人类来说并不困难，科学家们可以用多束高能激光，从各个方位对核聚变原料进行加热，从而实现“点火”的目的。但难点就在于这个“容器”上，要知道核聚变会产生至少5000万摄氏度的高温，与此同时还会产生强大的辐射能，以现在的科技，人类根本制造不出能够抗得住这种极端“折磨”的材料。

但是聪明的科学家想出了另外的办法，在高温环境下，原子中的电子与原子核之间的连接会被打破，在这种情况下电子会挣脱原子核的束缚，这种现象被称之为“电离”。失去电子之后，剩下那些原子核就变成了“等离子体”，由于等离子体是带正电的，所以它们可以被磁场约束。基于这种理论，上世纪50年代，前苏联的库尔恰托夫研究所发明了“托卡马克”装置，使人类在可控核聚变的领域迈出了从无到有的第一步。

然而用磁场来约束等离子体，在实际操作上难度是极大的。要让核聚变持续、稳定的进行，就必须要保证磁场要长时间的、非常均匀的分布，而事实上这是目前科技水平不能做到的。任何不均匀的磁场都会对等离子体造成扰动，这些扰动会在电磁作用下瞬间放大，从而使整个核聚变反应变得不受控制，要么反应太激烈，要么停止反应。

可控核聚变的难度远不止于如何约束等离子体，在很多细节上都有难以突破的瓶颈，比如说要用约束等离子体，就必须要有很强的磁场，而要制造很强的磁场就需要有强大的电流，因此只能用超导体来完成这个磁场的建设。要知道超导体必须在超低温下工作，一般的温度都需要零下200摄氏度，但它们要约束的又是温度至少是5000万摄氏度的高温物质……其中的难度可想而知。

在可控核聚变中有一个专业术语叫“第一壁”，它指的是在核聚变中面对等离子体的第一层固体隔离结构，“第一壁”起的是封闭能量的作用，如果没有了它，收集核聚变产生的能量也就无从谈起。“第一壁”也是技术上的一大难题，在几千万甚至上亿摄氏度的高温以及巨大的辐射能面前，目前人类所能制造的任何材料挺不了多长时间。

值得一提的是，在可控核聚变的研究领域，我国在全世界上是处于领先的水平，2018年11月12日，中科院合肥物质科学研究院宣布，我国的全超导托卡马克核聚变实验装置EAST实现了“1亿摄氏度等离子体运行”等多项重大成就。

虽然可控核聚变之路困难重重，但是全世界的科学家对此热情不减，2006年，中国、美国、欧盟、俄罗斯、日本、韩国和印度启动了“国际热核聚变反应堆计划”简称“ITER”，该计划参与各方投入了大量的人力物力，致力于攀登这座“人类科技的巅峰”。相信随着科技的进步，“50年之后，可控核聚变可以得到实现”。

好了，今天我们就先讲到这里，欢迎大家关注我们，我们下次再见`

（本文图片来自网络，侵删！）

可控核聚变到底卡在哪里了，感觉现在进展很缓慢

可控核聚变概念早在1933年就被提出了，对可控核聚变技术的研究则始于1939年，如果从美国物理学家贝特通过实验证实，把一个氘原子核用加速器加速后和一个氚原子核以极高的速度碰撞，两个原子核发生了融合，形成一个新的原子核——氦外加一个自由中子，在这个过程中释放出了17.6兆电子伏的能量算起，对该技术的的研究已经持续了整整81年。

在这近一个世纪的研究历程中，可控核聚变面临过许许多多的难点，然而归根结底难点始终只被卡在一个问题上，那就是材料耐热。

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，在这个过程中核聚变链式反应所释放出来的热量跟太阳的温度时一样的。

太阳本身就是一个巨大的可控核聚变装置，其中心温度大约是表面温度的3600多倍，一般认为太阳的表面温度约为5500℃，照此计算，那么太阳中心的温度大约为19800000℃。

目前人类所掌握的最耐高温的材料是一种叫做五碳化四钽铪的合金（化学式为Ta4HfC5），它的熔点为4215℃。

而可控核聚变的发生链式反应时所释放的能量接近太阳中心温度，这就意味着人类即使成功进行可控核聚变也没有任何一种材料能够经受得住19800000℃高温考验，这就是研究可控核聚变技术所面对的唯一难点。

如果人类能够解决材料耐热问题，那么可控核聚变反应堆可以在一年之内简称，10年之内能够实现全部核裂变发电厂，100年之内实现星际飞行，届时我们的世界将发生天翻地覆的改变。

只可惜到目前为止，可控核聚变技术的研究始终卡在耐热问题上，也就是说只要人类解决了耐热问题，那么可控核聚变技术就不存在任何技术难题了，可见可控核聚变对我们人类而言看似近在咫尺，却又显得那么的遥不可及。

既然可控核聚变难以解决耐热问题，那么科学家们又是怎样进行研究的呢？我们从以下几点来进行分析。

▼下图为人类目前掌握的高温耐热材料——五碳化四钽铪的合金，它的熔点为4215℃，连5000℃都不到，如何经受核聚变时释放的几千万摄氏度超高温是卡着可控核聚变研究进展的唯一一个难题。利用核能的终极目标是要实现受控核聚变

目前人类所掌握的可控核能技术是可控核裂变，比如核电厂、核动力航母、核动力潜艇所使用的核反应堆就是核裂变，核裂变是靠裂变过程中原子核分裂而释出能量，它的问题在于裂变过程始终伴随着核废料的产生，并且裂变过程始终在辐射有害的核射线，所以人类必须掌握一种绝对清洁的核能源技术，它就是核聚变技术。

核聚变是由较轻的原子核聚合成较重的原子核的过程而释出能量的，它本身是不产生任何形式的核辐射的，比如不可控的核聚变（即氢弹爆炸），氢弹在爆炸时只释放能量，不产生任何形式的核污染，在核爆中心留下的核污染只是引爆氢弹的原子弹留下的。

不可控的核聚变是一锤子买卖，一声巨响过后毁天灭地（指氢弹爆炸），人类是不可能在不可控核聚变过程中获得有用能量的，得到的只能是死亡和毁灭，因此对核聚变技术的利用在于它的聚变过程的可控性。

就像束缚核裂变一样，只要人类能束缚住核聚变，那么核聚变的巨大能量就会变得可持续发展，成为人类取之不尽用之不竭的能量来源，这就是人类对核能技术研究的终极目标。

如何实现可控核聚变呢？核聚变的原料是一种叫做“氘”的物质（读音与“刀”相同），氘是氢的同位素，俗称重氢，是能够从大自然中提取的东西，而且地球上的氘资源极为丰富，据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘，可以说是真正的“取之不尽用之不竭”。

另外一种原料叫做“氚”的物质（读音与“川”相同），氚也是氢的同位素，俗称超重氢，它不存在于自然界中，因此不能从大自然中提取，但是可以在高温环境下利用金属钋、铍和锂制备一种氚化锂合金来作为原料使用（氢弹的核聚变材料就是这么干出来的）。

只要将两种原料加热至100000℃以上的温度，可控核聚变就开始进行链式反应了，从理论的角度来讲，可控核聚变的原理就是这么简单，然而人类目前所掌握的耐热物质始终无法突破5000℃，这就造成一个尴尬的局面——我们的世界没有任何一种材料适合用来制造核聚变装置。

▼下图为我国制备氘化铝锂样本，氘化物的用途十分广泛，其中就包括可控核聚变实验，而氢弹所使用的核聚变材料则为高纯度的氘化锂合金。可控核聚变技术的实现始终只差25年

1933年核聚变的原理被提出来以后，人们便开始着手研究对核聚变的掌握技术（那时候核裂变原理尚未提出），当时面临的第一个问题是如何获得核聚变原料之一的“氚”，然而这对于当时的科技水平而言实在是太难了。

直到1952世界上第一颗氢弹爆炸时人类也只掌握了液态氚技术，这颗世界上第一颗氢弹就是美国的“mike”氢弹（爆炸当量相当于1000万吨TNT炸药），其实严格来讲它并不属于真正的氢弹，因为它的核聚变材料是液态的氚和氘，因此重量达到了惊人的82吨，只能算是一个核聚变装置。

直到2年后的1954年，美国人才掌握了氘和氚的化合物技术，即氘化锂和氚化锂，4年后氘化锂和氚化锂的化合技术趋于成熟，世界上能够用于实战的氢弹才相距问世。至此，从人类提出核聚变原理到解决核聚变材料问题经历了整整25年。

接下来就该面对核聚变点火问题的解决了，产生核聚变的第一条件是将聚变原料加热到100000℃以上的温度，我们把这个温度称之为“点火温度”，只有实现点火，核聚变链式反应才会形成。

很显然这个温度超过了人类的能力，以当时的科技水平，人类不可能制造出高达10万摄氏度的高温出来为核聚变原料实施点火，那么人类又该如何解决这个问题呢？其实这一点根本难不住聪明的人类，因为1917年爱因斯坦就提出一种全新概念——激光。

1917年，爱因斯坦从理论上指出：除自发辐射外，处于高能级E2上的粒子还可以另一方式跃迁到较低能级。他指出当频率为ν=（E2-E1）/h的光子入射时，也会引发粒子以一定的概率，迅速地从能级E2跃迁到能级E1，同时辐射一个与外来光子频率、相位、偏振态以及传播方向都相同的光子，这个过程称为受激辐射，而这种在受激辐射过程中产生并被放大的光就是激光。

1960年美国科学家T.H.梅曼等人制成了第一台红宝石激光器；1961年A.贾文等人制成了氦氖激光器；1962年R.N.霍耳等人创制了砷化镓半导体激光器；1983年激光器被应用到世界上第一台可控核聚变实验装置上，用来为核聚变材料实施点火（苏联的托卡马克装置），至此，距离氘化锂和氚化锂合金问世又过去了整整25年。

核聚变原料的点火问题解决了，这就意味着人类可以开始真正意义上的核聚变实验了，看起来是不是有一种触手可及的感觉？可是真正的难题才开始显现——材料耐热，当可控核聚变开始链式反应以后，那些近2000万摄氏度的温度又该放到哪里去呢？毕竟世间没有任何一种东西能够耐得住这种温度的考验。

就像上述中提到的——人类始终是太聪明了。既然没有任何一种物质能够经受得住超高温，那么干脆就不让超高温接触到实验装置不就解决问题了吗？

如何实现不让超高温接触到实验装置呢？答案是——磁悬浮！制造一个巨大的人造磁场，让核聚变过程在完全悬空的环境中进行，超高温就不会熔化任何物质了，于是科学家们开始在核聚变装置上安装巨大的线圈装置，以电感的形式制造强磁场实验环境。

但是新的问题又来了——普通导体存在电阻，电阻率将会降低导体的导电率，导电率的下降意味着磁场的削弱，一旦磁场的磁力不足，正在进行链式反应的核聚变材料就会触碰实验装置，在万分之一秒的时间内将实验装置熔穿。

所以制造人造强磁场的线圈必须使用电阻基本为“0”的超导体，这下又难住科学家们了，上哪去找基本没有电阻值的超导体呢？

其实超导体的发现比核能早了30多年，1908年，荷兰莱顿大学莱顿低温实验室的卡末林·昂内斯教授就发现金属汞在绝对零度的超低温环境中电阻值基本为“0”（绝对零度为-273.15℃；电阻值低于10-25Ω即可视为“基本为0”）。

2006年，日本东京工业大学细野秀雄（HideoHosono）教授合成以铁为超导主体的化合物LaFeOP（铁基超导体），开创了对铁基超导体的研究；2007年我国科学家朱经武和赵忠贤合成的钇－钡－铜－氧系高温超导体（SmFeAs1-xFx超导体和临界温度达55K的ReFeAs1-xFx超导体）。

2008年，钇－钡－铜－氧系高温超导体被应用到我国的EAST可控核聚变实验装置（位于我国合肥市），这是世界上第一台使用超导体材料做线圈的控核聚变实验装置，使得我国成为世界上第一个取得可控核聚变持续2秒的国家，至此，距1983年使用激光器实现为核聚变材料点火又过去了整整25年。

▼下图为美国国家核聚变实验装置的激光点火器，它的输出功率为500万亿瓦，通过激光照射的方式为核聚变材料加热，使其达到10万摄氏度的点火温度。下一个25年是解决始终困扰人类掌握可控核聚变技术耐热问题的研究周期

2008年至今已经过去12年，在接下来的13年的研究周期中人类将解决核聚变实验装置的耐热问题，使人类再次到达对可控核聚变“触手可及”的局面。

很显然仅凭一个国家的能力是很难解决正在面临的难题和即将出现的新难题的，因此国际合作开始了，2007年10月24日北京时间21∶15，国际热核聚变实验堆（ITER）组织在法国卡达拉舍（Cadarache）正式成立，这标志着目前全球规模最大的国际科技合作协议正式启动。

国际热核聚变实验堆（ITER）组织成员国、组织有美国、俄罗斯、中国、欧盟、日本、韩国、印度7个国家，ITER计划是目前全球规模最大、经费投入最多、影响最深远的重大国际科学工程之一，该计划的实施结果将影响人类能否大规模地使用聚变能，从而从根本上解决能源问题的进程。

但是遗憾的是由于个成员国、组织在资金投入上相互扯皮，使得ITER计划进程很不顺利，好在我国除了参与国际合作之外，国内始终没有放松自主研发。

2012年7月10日，我国可控核聚变实验装置获重大突破，中科院等离子体物理研究所在东方超环（EAST）超导托卡马克2012年物理实验顺利结束，获得多项重大成果，创造了两项托卡马克装置运行的世界记录：第一、获得超过400秒的两千万度高参数偏滤器等离子体；第二、获得稳定重复超过30秒的高约束等离子体放电。

这就意味着人类的可控核聚变在经历81年的研究历程后，终于获得了实质性的可控核聚变链式反应，下一步我国科学家将努力突破1000秒的可控核聚变链式反应持续时间大关。

而解决这道难题的本质始终还是耐热问题，超导体线圈磁场悬浮无疑是最有效的耐热解决方案，国际科学界普遍认为下一个25年周期内获得重大突破的国家只有美国和我国，而我国则始终走在前沿。

或许13年以后我们对可控核聚变不再是恼人的“触手可及”，而是“尽在掌握之中”。

▼下图为使用超导体材料制造的环形磁悬浮线圈装置，核聚变材料将在这个环形容器内以悬浮的形式发生核聚变链式反应，耐超高温问题就是这样解决的。

综上所述我们可以得出这样的结论：第一、可控核聚变技术始终被卡在解决材料耐热这个难题上，因为人类目前所掌握的最耐热材料的熔点不足5000℃，而核聚变过程中释放的能量高达1980000℃，所以也可以这么说：当前研究核聚变技术的唯一任务就是解决超高温的耐热问题。

第二、感觉可控核聚变研究进展缓慢的原因是人类每解决一个难题就需要25年的研究周期，仿佛上天早有安排，每个25年的周期内人类都有对可控核聚变“触手可及”的感觉，但是新问题出现以后又显得那么的“遥不可及”，虽然我国已经取得400秒的持续可控核聚变时间，但是谁又能保证会不会再次出现新问题，再需要下一个25年来解决呢。

可控核聚变技术是人类对核能应用的终极目标，它的实现将会引发下一个工业革命，世界格局也有可能因此而发生改变，所以绝对不会那么轻易获得成功的，真心希望我国是第一个获得核聚变研究成功的国家，届时华夏民族复兴的崇高理想就真的实现了。

▼下图为位于合肥市的我国可控核聚变实验装置——东方超环（EAST）超导托卡马克反应体，它已经获得了400秒的可控核聚变持续时间，下一步将努力突破1000秒大关。

可控核聚变很难研究出来嘛和核聚变最难的解决办法的问题分享结束啦，以上的文章解决了您的问题吗？欢迎您下次再来哦！