最近美国能源部门宣布激光惯性约束核聚变实现了能量收益大于消耗能量，在网上形成热搜很多人对此评论，有捧的也有才的，但多数缺乏一些理性甚至将惯性约束和磁约束的参数混为一谈，比如中国的托卡马克装置已经实现了1000秒约束，美国这个连约束时间都不敢提，云云，我来为大家科普一下关于核聚变最新记录?下面希望有你要的答案，我们一起来看看吧!
核聚变最新记录
最近美国能源部门宣布激光惯性约束核聚变实现了能量收益大于消耗能量，在网上形成热搜。很多人对此评论，有捧的也有才的，但多数缺乏一些理性。甚至将惯性约束和磁约束的参数混为一谈，比如中国的托卡马克装置已经实现了1000秒约束，美国这个连约束时间都不敢提，云云。
我根据个人一些浅显的认识，也说一下。希望能起到抛砖引玉给大家带来一些理性讨论，也是值得。如果说是蹭热点，你说是就是吧。
一、先普及一下核聚变基本知识，以及常见误区。
核聚变简单说就是氢核融合成氦核，因为质量亏损而放出巨大能量的过程。
很多网友就想当然只要是水，都有氢原子，都可以聚变，其实不然。氢有三种同位素：氕氘氚，其中以氕的含量最大，氘含量很低，氚由于半衰期很短在自然界几乎不存在。几种同位素中，最容易发射核聚变反应的是氘和氚的聚变，原因是因为氘和氚都含有中子，容易靠近而融合，氕不含中子，聚变反应温度和压力条件要求极高，氕氕聚变必须在恒星内部才能发生。可以这么认为，以人类目前甚至未来的能力无法再地球上实现氕氕聚变，更不用说实现可控氕氕聚变了。氕氕聚变既不可能，实际上也没必要，因为不用氕，哪怕就用氘，也足够用xx亿年了。
可行的就只有氘氚聚变，包括氢弹这种不可控聚变、当下研究的可控聚变，都是氘氚聚变。所以有些网友说随便一矿泉水瓶这么多的水聚变能量够用多少年什么的，这是错误的，因为这就是要实现氕氕可控聚变了，以人类的能力这是根本不可能的，也没有必要的，前面已经说了，所以说用普通水里的氢（氕）进行核聚变，是个常见误区。
二、核聚变是否有辐射
D T = He n 17Mev
其中D是氘，T是氚，He是氦核，n是中子，17Mev是释放的能力，用兆电子伏特Mev表示。释放的能量变成微观粒子动能，比如氦核动能、中子n的动能，其中能量大头14Mev被中子带走了，只有3Mev给了氦核。微观粒子的无规则运动的动能就表显为热能，所以能量是以热能释放的，并且只有核聚变释放的能量的3/17，不到五分之一。
由于有高能中子n释放，所以氘氚聚变实际上是有强烈辐射的，高能中子会轰击核反应堆的材料造成损坏。所以有网友说核聚变无辐射，这也是常见误区。只能说核聚变的废料氦无辐射。有没有彻底无辐射的核聚变？有！这就氦3核聚变，其核反应式没有中子n释放，理论上无辐射，是终极的清洁的能源，问题是氦3在地球上几乎没有，在月球土壤才有。氦3聚变现在看来也不靠谱，一是月球开采获取难度大，二是氦3的核聚变难度比氘氚聚变难度更大，难度最低的氘氚聚变都尚且没搞定，一直有说法是永远差50年，氦3要实现聚变更不用想。所以在我看来，去月球建基地开采氦3运回地球基本瞎扯。
三、劳逊判据
核裂变可以自发产生，但要实现核聚变，首先要消耗能量产生高温。如果核聚变产生的能量能抵消这个能量，核聚变就能持续，甚至还有富裕能量去发电。判断能否自持的依据就是劳逊判据，复杂的就不展开了，简而言之要实现核聚变自持，必须满足三个变量的乘积足够大，分别是：等离子体温度、等离子体密度、约束时间，必须尽可能提高这三个变量的值。
四、可控核聚变的几实现方式
有了前面的铺垫，现在可以说实现方式了。
恒星内部由于强大的引力，可以产生极高的压力，几乎永久的约束时间，因此点火温度不需要很高，这就是引力约束，这个在地球上无法实现。
在地球上，如果用普通容器去装核聚变燃料，没有任何材料能制作这样的容器，所以得用一种无形的东西作为“容器”。由于核聚变产生的高温等离子体导电，所以强磁场可以充当这样的容器，这就是磁约束，也叫托卡马克。此方案需要超导线圈产生超强磁场。
另一种是惯性约束，就是把核燃料加工成一个微小的球体，用超强激光从各个角度同时照射，燃料球表面产生瞬间极高温度，表面发生膨胀，一方面向外膨胀，一方面也向内膨胀，对核心产生压缩作用，由此产生极高的向内压力，在高温高压下产生核聚变。由于这种膨胀是一种惯性，所以这种方式又叫惯性约束。惯性约束相当于爆炸一个超微型氢弹。产生多少能量，取决于燃料球的大小，以及每秒钟点燃多少个燃料球。
五、中美对比
托卡马克方案没有实体容器，就无法对等离子体进行压缩，等离子体密度很低，甚至低于一个大气压，根据劳逊判据，这种方式由于等离子体密度极低，所以需要较高的点火温度，以及尽可能长的约束时间，三者乘积才足够大以自持。且高温等离子体极其不稳定，约束非常困难，还有一点是，目前的关于托卡马克方面的新闻，都是说等离子体在多高温度下约束多少秒，并没说是否产生了核聚变。就是说托卡马克其实还没有能实现“点火”，也没能实现自持，目前主要是验证等离子体的约束技术，尽可能提高约束时间，去满足劳逊判据。目前中国的最长记录是1000多秒，但离商用发电还有点远。即使实现自持，前面说过，核聚变会产生高能中子辐射，会破坏托卡马克装置，对于材料学也是极大的考验。
惯性约束，正相反，由于反应温度极高，压力极大，所以约束时间极短，瞬间就完成，也能满足劳逊判据。所有的网友说中国已经实现了约束1000秒，而美国的新闻报道没提到约束时间，所以美国的差中国太远，云云。这其实是搞混了两种方案的不同特点，属于无脑喷了。
根据老美的新闻，输出能量大于输入能量，有的大V说美国这个新闻有偷换概念嫌疑，因输出能量还需要转化为电能，这个转化是由损耗的，由此产生激光，才能再次点燃新的燃料球，并且激光的利用率也是个问题，因此不能简单认为输出能量大于输入能量，大过一点点就说就能自持。即便是托卡马克装置，同样也会有损耗，比如要产生超强磁场需要强大的电流，所以托卡马克输出能量同样也不能只大过输入能量一点点就叫能自持，彼此彼此。
无论如何，老美这次都是一个里程碑式的成就，不应该贬低，因为从0突破到1最难，有了1就会有2，比如增大燃料球，同样激光能量是否可以增加能量输出，从而增加能量增益，等等。同样的，惯性约束里商用发电也仍然有不小的距离。
中国其实也在进行有惯性约束研究，传说中的“神光”装置，但近年来很少有后续新闻。
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