直播，研究量子计算机的我被曝光了 可控核聚变

首先说一句，可控剧变其实已经实现了但受控时间极短（激光惯性约束聚变），可用于发电的核聚变还尚在摇篮里。对于这个问题其实只需要两句话就能概括了：能实现可控核聚变说明人类的工业实力已经高出我们现代水平太多太多了。实现可控核聚变以后，地球不亚于一次大更新。第一句话如何理解。我相信大部分人对聚变的理解是源于高中物理：将两个原子核克服库伦斥力相互接近达到亿万分之一毫米级别形成一个新元素的原子核并释放出巨大的聚核能。

理解到这个地步可以理解氢弹的原理。可控聚变目前最直接的两大难以攻克的问题在于如何实现长久的自持燃烧和如何廉价使用高效的电磁约束。自持燃烧是什么概念。众所周知核裂变通过铀235释放中子进而发生链式反应，相应的，以D-T反应（氘-氚）为例，聚变则是利用两个同位素氢原子合成氦+聚合能，氦亦称为阿尔法粒子，利用生成的阿尔法粒子的自加热性为其他的燃料继续提供聚变能量，进而使聚变反应时间延长，这一过程又被称为“点火”。而根据聚变“三重积”原理（温度*密度*能量约束时间），达到可控聚变的“点火”能力，首先要保证密度。如何大规模的廉价制备氢？这不是我的专业也就不展开了，总之如果攻克了这个问题，人类的工业水平已经相当厉害了。其次，在保证高密度下，还需要巨大而又持续的初始能量，这可不是在实验室里用零点几毫克的量级发生聚变的概念，可能是千克级别的，靠传统化石燃料几乎不可能做到，能量密度太低，目前国际热核反应堆（我国的“人造太阳”）用的就是激光点火。但这些实验模型的燃料都太少，尚且不能用于商业发电。如果能攻克大规模燃料点火这一步，意味着至少在武器制造上人类已经水平相当的高了，星球大战里的激光枪，光剑不再是梦想。

其次是约束“容器”，不仅要能承受10八次方级别的温度，还必须绝热缘（通俗来说就是里外完全隔热），不能因为等离子体与容器碰撞而降温。要找到这种可以大容量使用的材料可能需要去找他而前面所提到的将原子核约束至聚变的距离，亦被称为约束，目前聚变的约束方式有三种，引力约束，惯性力约束，磁约束。

引力约束为恒星聚变的原理，咱不用想，实现了咱就成了第一批活在恒星上的生物了。

惯性力约束聚变种类很多，激光束驱动，粒子束驱动等等。他的原理就是将燃料压缩成靶丸，给定初始的脉冲能量，靶丸表面吸收能量产生高温等离子体，一部分向外喷射，剩余部分靶壳受反作用力产生聚心压缩，中心处则称为高温高密度的“热斑”。进而继续影响热斑附近的燃料，产生由里向外的热核燃烧过程，直到外层被内层彻底燃烧干净。

可以看到这种约束方式完全是利用物质本身运动的特性实现约束，理论上可以使用激光构建激光聚变反应堆，但目前最大的问题就是，靶丸很小，一旦开始反应还未来得及给二回路的水传热反应就结束了，实现不了发电。靶丸太大容易热量不受控，没有振金在，搞不好瞬间全给你烧穿了。另外补一句，氢弹基本就是这个原理。目前最受期望的是磁约束，原理其实有高中物理基础应该就很好理解，利用带电粒子在磁场中受洛伦兹力的作用，在于磁力线垂直的方向上约束等离子体。而磁约束的优势在于可以将氘、氚原子核及自由电子约束在有限体积内，从而和容器隔离。但是这种方式最大的问题在于目前的技术水平不能使磁场强度超过10特斯拉，所以燃料及其“稀薄”。几乎也不可能用来发电。目前的可能就是寄托于这家伙…

另外补充一下，钢铁侠里的反应堆其实就是磁约束装置里最有前景的托卡马克装置。

关于核聚变的难题还有非常非常多，仅仅突破上述的问题，届时我们的工业、军事能力，足以吊打我们现在的所有国家。再说第二句。其实第二句就比较简单了，正如同从人类开始吃熟食之后开始，人类的大脑就有充足的能量进化一般。人类因为能源科技的巨大进步，意味着和自然的冲突将更小。对人类而言，解决了能源等同于演唱了种族的生命和质量，有更多的精力投入其他学科的研究，人类的文明将因此再迈出一大步。对自然而言，因为人类的冲突减少，比较直观的就是人类对自然不可再生能源的开采量减少、大量化石燃料燃烧带来的温室气体、氮氧化物的减少，自然环境也可能有所恢复。目前自然界的氢含量为40万亿吨，哪怕只用0.01%也够人类使用1000年。当然这0.01%也足以让自然界的生态会发生天翻地覆的变化了，届时人类如何处理好这个问题将直接决定地球下一阶段的发展方向。

清明踏青快乐读书！充100赠500VIP点券！ 立即抢充(活动时间：4月4日到4月6日)