什麼是超聲波核聚變

A. 什麼是核聚變

核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。

相比核裂變，核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變，但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式：

超聲波核聚變
激光約束（慣性約束）核聚變
磁約束核聚變（托卡馬克）
核聚變
比原子彈威力更大的核武器—氫彈，就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的

過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才

能發生核聚變，比如氫的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能

量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程，它的光

和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量，但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控

的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務，就必須使核聚變

在人們的控制下進行，這就是受控核聚變。

實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量，而

且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算，1升海水

中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海

水幾乎是「取之不盡」的，因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困

擾。

但是人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非

常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，

沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。

盡管存在著許多困難，人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計

了許多巧妙的方法，如用強大的磁場來約束反應，用強大的激光來加熱原子等。可

以預計，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變為人類服務。

B. 什麼是核聚變

核聚變
核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。

相比核裂變，核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變，但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式：

超聲波核聚變

激光約束（慣性約束）核聚變

磁約束核聚變（托卡馬克）

核聚變

比原子彈威力更大的核武器—氫彈，就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的

過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才

能發生核聚變，比如氫的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能

量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程，它的光

和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量，但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控

的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務，就必須使核聚變

在人們的控制下進行，這就是受控核聚變。

實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量，而

且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算，1升海水

中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海

水幾乎是「取之不盡」的，因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困

擾。

但是人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非

常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，

沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。

盡管存在著許多困難，人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計

了許多巧妙的方法，如用強大的磁場來約束反應，用強大的激光來加熱原子等。可

以預計，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變為人類服務。

利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核分裂而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘（讀"刀"，又叫重氫）和氚（讀"川"，又叫超重氫）聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。 核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘，經過核聚變可提供相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍，可以說是取之不竭的能源。至於氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產生，而海水中也含有大量鋰。

第二個優點是既干凈又安全。因為它不會產生污染環境的放射性物質，所以是干凈的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行，所以是安全的。

目前實現核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場，把等離子體約束在很小范圍內以實現上述三個條件。雖然在實驗室條件下已接近於成功，但要達到工業應用還差得遠。按照目前技術水平，要建立托卡馬克型核聚變裝置，需要幾千億美元。

另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發，受它的反作用，球面內層向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱為慣性約束），就像噴氣飛機氣體往後噴而推動飛機前飛一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，並伴隨著溫度的急劇升高。當溫度達到所需要的點火溫度（大概需要幾十億度）時，小球內氣體便發生爆炸，並產生大量熱能。這種爆炸過程時間很短，只有幾個皮秒（1皮等於1萬億分之一）。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去，所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站。

原理上雖然就這么簡單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍，加上其他種種技術上的問題，使慣性約束核聚變仍是可望而不可及的。

盡管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國科學家在奮力攀登。

C. 核裂變和核聚變

核聚變，又稱核融合，是指由質量小的原子，比方說氘和氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量。根據質能方程E=mc²，原子核之靜質量變化（質量虧損[1]）造成能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，稱為核裂變，如原子彈爆炸；如果是由較輕 核聚變的原子核變化為較重的原子核，稱為核聚變，如恆星持續發光發熱的能量來源。
相比核裂變，核聚變的放射性污染等環境問題少很多。如氘和氚之核聚變反應，其原料可直接取自海水，來源幾乎取之不盡，因而是比較理想的能源取得方式。
發展

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出；而觸發核聚變反應必須消耗能量，因此人工核聚變的能量與觸發核聚變的能量要到達一定的比例才能有經濟效應。科學家正努力研究如何控制核聚變，但是現在看來還有很長的路要走。目前主要的幾種可控制核聚變方式：超聲波核聚變、激光約束（慣性約束）核聚變、磁約束核聚變（托卡馬克）。
2005年，部分科學家相信已經成功做出小型的核聚變，並且得到初步驗證。首個實驗核聚變發電站將選址法國。
核裂變

核聚變就是小質量的兩個原子核合成一個比較大的原子核，核裂變就是一個大質量的原子核分裂成兩個比較小的原子核，在這個變化過程中都會釋放出巨大的能量,前者釋放的能量更大。
世界上的每一種物質都處於不穩定狀態，有時會分裂或合成，變成另 太陽中心核聚變外的物質。物質無論是分裂或合成，都會產生能量。由兩個氫原子合為一個氦原子，就叫核聚變，太陽就是依此而釋放出巨大的能量。大家熟悉的原子彈則是用裂變原理造成的，目前的核電站也是利用核裂變而發電。核裂變雖然能產生巨大的能量，但遠遠比不上核聚變，裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，核聚變的輻射則少得多，核聚變的燃料可以說是取之不盡，用之不竭。
編輯本段運行

核聚變要在近億度高溫條件下進行，地球上原子彈爆炸時可以達到這個溫度。用核聚變原理造出來的氫彈就是靠先爆發一顆核裂變原子彈而產生的高熱，來觸發核聚變起燃器，使氫彈得以爆炸。但是，用原子彈引發核聚變只能引發氫彈爆炸，卻不適用於核聚變發電，因為電廠不需要一次驚人的爆炸力，而需要緩緩釋放的電能。 關於核聚變的「點火」問題，激光技術的發展，使可控核聚變的「點火」難題有了解決的可能。目前，世界上最大激光輸出功率達100萬億瓦，足以「點燃」核聚變。除激光外，利用超高額微波加熱法，也可達到「點火」溫度。世界上不少國家都在積極研究受控熱核反應的理論和技術，美國、俄羅斯、日本和西歐國家的研究已經取得了可喜的進展。

參考資料 1． 質量虧損 ．網路[引用日期2012-05-25] ．

D. 受控核聚變是怎麼回事

核聚變是指由質量小的原子(主要是氘或氚)，在一定條件下(如超高溫和高壓)，發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。目前人類已實現了不受控制的核聚變(如氫彈的爆炸)。受控核聚變是在一定的條件下，控制核聚變的速度和核規模，實現安全、持續、平穩的能量輸出。受控核聚變技術難度極高，核聚變的條件相當苛刻，要求具有足夠高的點火溫度(幾千萬攝氏度甚至幾億攝氏度的高溫)、非常低的氣體密度(相當於常溫常壓下氣體密度的幾萬分之一)，並保持溫度和密度足夠長的時間等。目前發現的主要受控核聚變方式有：超聲波核聚變、激光約束(慣性約束)核聚變、磁約束核聚變(托卡馬克)。


點評：由於受控核聚變具有原料充足、經濟性能優異、安全可靠、無環境污染等優勢，因而有望成為人類取之不盡、用之不竭的理想能源。

E. 什麼是核聚變

核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。

相比核裂變，核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題，而且其原料可直接取自海水中的氘，來源幾乎取之不盡，是理想的能源方式。

目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變，但是現在看來還有很長的路要走。

目前主要的幾種可控核聚變方式：

超聲波核聚變
激光約束（慣性約束）核聚變
磁約束核聚變（托卡馬克）
核聚變
比原子彈威力更大的核武器—氫彈，就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的

過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才

能發生核聚變，比如氫的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能

量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程，它的光

和熱就是由核聚變產生的。

核聚變能釋放出巨大的能量，但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控

的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務，就必須使核聚變

在人們的控制下進行，這就是受控核聚變。

實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量，而

且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算，1升海水

中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海

水幾乎是「取之不盡」的，因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困

擾。

但是人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非

常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，

沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。

盡管存在著許多困難，人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計

了許多巧妙的方法，如用強大的磁場來約束反應，用強大的激光來加熱原子等。可

以預計，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變為人類服務。

F. 什麼是核聚變

核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。
核聚變，即氫原子核（氘和氚）結合成較重的原子核（氦）時放出巨大的能量。 熱核反應[1]，或原子核的聚變反應，是當前很有前途的新能源。參與核反應的氫原子核，如氫（氕）、氘、氚、鋰等從熱運動獲得必要的動能而引起的聚變反應（參見核聚變）。熱核反應是氫彈爆炸的基礎，可在瞬間產生大量熱能，但目前尚無法加以利用。如能使熱核反應在一定約束區域內，根據人們的意圖有控制地產生與進行，即可實現受控熱核反應。這正是目前在進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎。聚變反應堆一旦成功，則可能向人類提供最清潔而又是取之不盡的能源。
編輯本段反應條件
核聚變是指由質量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下 太陽的能量來自它中心的熱核聚變
（如超高溫和高壓），發生原子核互相聚合作用，生成新的質量更重的原子核，並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量，原子核的變化（從一種原子核變化為另外一種原子核）往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核，叫核裂變，如原子彈爆炸；如果是由輕的原子核變化為重的原子核，叫核聚變，如太陽發光發熱的能量來源。 目前人類已經可以實現不受控制的核聚變，如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用，必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模，實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變，但是現在看來還有很長的路要走。
編輯本段可控核聚變方式
目前主要的幾種可控核聚變方式： 超聲波核聚變 激光約束（慣性約束）核聚變 磁約束核聚變（托卡馬克） 典型的聚變反應是 411H—→42He+20n+1e+2.67×107eV 21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV 21H+21H—→31He+11H+4×106eV 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 後三個反應的凈反應是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
編輯本段核聚變的應用
1、可控核聚變的發生條件 產生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太 EAST全超導非圓截面核聚變實驗裝置
陽系帶來光和熱，其中心溫度達到1500萬攝氏度，另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應，而地球上沒辦法獲得巨大的壓力，只能通過提高溫度來彌補，不過這樣一來溫度要到上億度才行。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受，只能靠強大的磁場來約束。此外這么高的溫度，核反應點火也成為問題。不過在2010年2月6日，美國利用高能激光實現核聚變點火所需條件。中國也有「神光2」將為我國的核聚變進行點火。 2、核聚變的反應裝置 目前，可行性較大的可控核聚變反應裝置就是托卡馬克裝置。 托卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak 來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。 托卡馬克的中央是一個環形的真空室，外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場，將其中的等離子體加熱到很高的溫度，以達到核聚變的目的。 我國也有兩座核聚變實驗裝置。 3、核聚變的優劣勢 優勢： （1）.核聚變釋放的能量比核裂變更大 （2）.無高端核廢料 （3）.可不對環境構成大的污染，而且反應過程容易控制，核事故風險 極低！ （4）.燃料供應充足，地球上重氫有10萬億噸（每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油） （5）.無法用作核武器材料 也就沒有了政治干涉！ 劣勢： 反應要求極高，技術要求極高 從理論上看，用核聚變製造武器和提供部分能源，是非常有益的。但目前人類還沒有辦法，對它們進行較好的利用。 （對於核裂變，由於原料鈾的儲量不多，政治干涉很大，放射性與危險性大，核裂變的優勢無法完全利用。截至2006年，核能（核裂變能）發電佔世界總電力約15%。說明了核裂變的應用的規模之大，更能說明優勢比核裂變更大的核聚變能源前景更加光明。科學家們估計，到2025年以後，核聚變發電廠才有可能投入商業運營。2050年前後，受控核聚變發電將廣泛造福人類。 ）
編輯本段核聚變與恆星發光原理
當四個氫原子在高溫下靠得很近時，四個質子會撞到一起時，其中兩個會發生衰變，釋放出兩個反中微子和正電子，變成中子。這兩個正電子會與原子核外電子相互湮滅，形成兩個光量子；剩下的一共有兩個中子、質子和電子，恰好形成一個氦原子。絕大多是恆星都是通過質子的衰變而發出光芒，這在日常生活中也用途很大。
編輯本段另一定義
比原子彈威力更大的核武器—氫彈，就是利用核聚變來發揮作用的。 EAST全超導非圓截面托卡馬克實驗裝置
核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變，比如氫的同位素氘（）、氚（chuan）等。核聚變也會放出巨大的能量，而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程，它的光和熱就是由核聚變產生的。 核聚變能釋放出巨大的能量，但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務，就必須使核聚變在人們的控制下進行，這就是受控核聚變。 實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量，而且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算，1升海水中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是「取之不盡」的，因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困擾。 但是人們現在還不能進行受控核聚變，這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行，因此又叫熱核反應。可以想像，沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。盡管存在著許多困難，人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計了許多巧妙的方法，如用強大的磁場來約束反應，用強大的激光來加熱原子等。可以預計，人們最終將掌握控制核聚變的方法，讓核聚變為人類服務。 利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核分裂而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘（讀"刀"，又叫重氫）和氚（讀"川"，又叫超重氫）聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。 核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘，經過核聚變可提供相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍，可以說是取之不竭的能源。至於氚，雖然自然界中不存在，但靠中子同鋰作用可以產生，而海水中也含有大量鋰。 第二個優點是既干凈又安全。因為它不會產生污染環境的放射性物質，所以是干凈的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行，所以是安全的。 國際熱核聚變實驗堆裝置示意圖
目前實現核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場，把等離子體約束在很小范圍內以實現上述三個條件。雖然在實驗室條件下已接近於成功，但要達到工業應用還差得遠。按照目前技術水平，要建立托卡馬克型核聚變裝置，需要幾千億美元。 另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發，受它的反作用，球面內層向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱為慣性約束），就像噴氣飛機氣體往後噴而推動飛機前飛一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，並伴隨著溫度的急劇升高。當溫度達到所需要的點火溫度（大概需要幾十億度）時，小球內氣體便發生爆炸，並產生大量熱能。這種爆炸過程時間很短，只有幾個皮秒（1皮等於1萬億分之一）。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去，所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站。 原理上雖然就這么簡單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍，加上其他種種技術上的問題，使慣性約束核聚變仍是可望而不可及的。 盡管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國科學家在奮力攀登。
編輯本段原理
簡單的回答：根據愛因斯坦質能方程E=mc2. 原子核發生聚變時，有一部分質量轉化為能量釋放出來。 只要微量的質量就可以轉化成很大的能量。 兩個輕的原子核相碰，可以形成一個原子核並釋放出能量，這就是聚變反應，在這種反應中所釋放的能量稱聚變能。聚變能是核能利用的又一重要途徑。 最重要的聚變反應有： 式中D是氘核（重氫）、T是氚核（超重氫）。以上兩組反應總的效果是： 即每「燒』掉6個氘核共放出43．24MeV能量，相當於每個核子平均放出3．6MeV。它比n＋裂變反應中每個核子平均放出200／236＝0．85MeV高4倍。因此聚變能是比裂變能更為巨大的一種核能。 核聚變能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大約每600個氫原子中就有一個氘原子，海水中氘的總量約40萬億噸。每升海水中所含的氘完全聚變所釋放的聚變能相當於300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量計算，海水中氘的聚變能可用幾百億年。氚可以有鋰製造。鋰主要有鋰-6和鋰-7兩種同位素。鋰-6吸收一個熱中子後，可以變成氚並放出能量。鋰-7要吸收快中子才能變成氚。地球上鋰的儲量雖比氘少得多，也有兩千多億噸。用它來製造氚，足夠用到人類使用氘、氘聚變的年代。因此，核聚變能是一種取之不盡用之不竭的新能源。 在可以預見的地球上人類生存的時間內，水的氘，足以滿足人類未來幾十億年對能源的需要。從這個意義上說，地球上的聚變燃料，對於滿足未來的需要說來，是無限豐富的，聚變能源的開發，將「一勞永逸」地解決人類的能源需要。六十多年來科學家們不懈的努力，已在這方面為人類展現出美好的前景。 典型的聚變反應是 411H—→42He+20-1e+2.67×107eV 21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV 21H+21H—→31H+11H+4×106eV 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 後三個反應的凈反應是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV 即每5個21H聚變後放出2.48×107eV能量。 氘是相當豐富的氫同位素，在海洋中每6500個氫原子就有1個氘原子，這意味著海洋是極大量氘的潛在來源。僅在1L海水中就有1.03×1022個氘原子，就是說每1Km3海水中氘原子所具有的潛在能量相當於燃燒13600億桶原油的能量，這個數字約為地球上蘊藏的石油總儲量。 要使原子核之間發生聚變，必須使它們接近到飛米級。要達到這個距離，就要使核具有很大的動能，以克服電荷間極大的斥力。要使核具有足夠的動能，必須把它們加熱到很高的溫度（幾百萬攝氏度以上）。因此，核聚變反應又叫熱核反應。原子彈爆炸產生的高溫可引起熱核反應，氫彈就是這樣爆炸的。 受控核聚變是等離子態的原子核在高溫下有控制地發生大量原子核聚變的反應，同時釋放出能量。氘是最重要的聚變燃料，海洋是氘的潛在來源，一旦能實現以氘為基本燃料的受控核聚變，人們就幾乎擁有了取之不盡、用之不竭的能源。氫彈爆炸釋放出來的大量聚變能、原子彈爆炸釋放出來的大量裂變能，都是不可控制的。在第一顆原子彈爆炸後僅十多年，人們就找到控制裂變反應的辦法，並建成了裂變電站。原以為氫彈炸爆後能建成聚變電站，但並不如此簡單，即使在地球條件下能發生的聚變反應： 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 也只能在極高的溫度（＞4000℃）和足夠大的碰撞幾率條件下，才能大量發生。因此實際可作為能源使用的受控熱核聚變反應，必須在產生並加熱等離子體到億萬攝氏度高溫的同時，還要有效約束這一高溫等離子體。這就是近幾十年內研究的難題和期望攻克的目標。中國的中科院物理所、中科院等離子物理所、西南物理研究院在實驗工程和理論研究各方面都做了許多的工作，也取得了許多重要的進展。

G. 除了造氫彈 核聚變還能幹啥

可控核聚變能製造「小太陽」
無論是在中國還是西方的神話故事裡，都有盜取天火、造福人類的傳說。太陽，這個高懸九天之上源源不斷噴薄光熱的星球，是能為人類帶來光明和美好生活的象徵。而現代物理學研究表明，地球上一切的能量，都來自太陽表面氫核的聚變。氫彈爆炸產生的巨大能量給人留下了深刻的印象，1公斤聚變燃料所產生的能量相當於1000萬升石油的能量。那麼，有沒有辦法將這種猛烈爆發的能量控制住呢？答應就是可控核聚變，人們形象地將其稱為在地球上製造「小太陽」。如果建成一座核聚變發電站，每年只需從海水中提取304公斤的氘，就可以產生1000兆瓦的電量。照此計算，地球上僅在海水中就含有的45萬億噸氘，足夠人類使用上百億年，比太陽的壽命還要長。
與人工光合作用的間接利用光能相比，可控核聚變顯得更為直接，但兩者有一個共同點——難！人工光合作用試圖模擬自然狀態下的光合作用過程，利用太陽光將二氧化碳轉化為氧氣和富含能量的有機物。可控核聚變則試圖在地面上模擬太陽中的核反應過程，不論是光合作用還是太陽中的熱核反應，都是經歷了數十億年的「修煉」才形成的，反應機制極其精密復雜，人類想在數十年裡完成這一過程，確非易事。
可控核聚變的難度首先體現在反應條件的苛刻上。舉個例子，當兩個帶正電的球相互接近時，它們會互相排斥，只有使用更大的力才能使兩者互相接近。可控核聚變也是這樣，由於發生反應的氚、氘原子核都帶正電，當兩個原子核越接近時，其靜電斥力越大。為了使兩個核發生聚變反應，必須使兩個原子核有足夠能量，以克服它們之間的靜電斥力。而只有當兩個原子核相互接近達1．7費米以內（一費米為萬億分之一毫米）時，核力（原子核之間的吸引力）才能起作用。這時核力大於靜電斥力，使兩個原子聚合到一起，並放出巨大的能量。
由於核反應的尺度極小，目前還沒有在費米尺度下對單個原子核進行操作的技術，只有通過外界條件包括熱、聲、電磁，讓大量不同種類的原子核實現聚變。目前主要的可控制核聚變方式有：超聲波核聚變、激光約束（慣性約束）核聚變、磁約束核聚變。這類方法的關鍵是在短時間內積聚大量能量，研究人員的目標也是製造世界上功率最大的能量裝置。例如，美國能源部下屬的勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室核聚變試驗裝置——「國家點火裝置」（NIF）由192個激光束組成，能在短時間內產生億度高溫。韓國《朝鮮日報》說，目前世界上還沒有一個國家利用核聚變技術建成發電站。歐盟、韓國、美國、中國、日本、俄羅斯等國共同投資51億歐元（約合430億元人民幣），目前正在法國修建國際熱核聚變實驗堆（ITER），據說要想實現商業化還要40年。考慮到朝鮮的經濟和技術力量等因素，利用核聚變技術發電「根本不可能」。
核聚變提供豐富的清潔能源
也許一些人覺得奇怪，在核能發電早已商業化的今天，為何要花如此大的精力去尋找另外一種核能利用呢？這里需要對核裂變與聚變作一個比較。如今的核能發電利用的是核裂變形式的核反應，會產生大量放射性很強的核廢料如鈾、鈈，這些核廢料的處理是一大難題，往往需要埋入海底、地底才能保證安全，而且地球上儲存的主要核燃料鈾也比較有限，這種能量產生方式並不理想。
美國《今日物理》雜志去年7月號曾刊文稱，美國有100個核反應堆，提供的電能佔美國全部電量的20％。如果要提高所佔的比例，處理核廢料的壓力就會隨之增加。2009年5月，由於預算需要，奧巴馬政府計劃放棄爭論日久的絲蘭山核廢料填埋項目，同時宣布將組成專門小組討論民用核廢料處理方式，由此可見核廢料處理帶來的壓力之大。
而作為一種在宇宙中廣泛存在的能量轉化方式，核聚變擁有很多優勢。首先是清潔。核聚變對環境幾乎沒有放射性危害，聚變反應的產生物氦是沒有放射性的惰性氣體，即反應本身不產生任何放射性廢料。實驗堆所使用材料等技術廢料，由於所選用材料的低活性，其放射性也會在很短的時間內消失。其次是來源豐富。核聚變所需要的氘和氚在水中普遍存在，1升水中含有33毫克氘；氚雖然在自然界中幾乎不存在，但它卻可以在聚變過程中通過鋰的轉化產生，而地球上鋰的儲量非常豐富。

H. 什麼是核聚變

核聚變，即輕原子核（氘和氚）結合成較重的原子核（氦）時放出巨大能量。
原理簡單的回答：根據愛因斯坦質能方程E=mc2.
原子核發生聚變時，有一部分質量轉化為能量釋放出來。
只要微量的質量就可以轉化成很大的能量。
兩個輕的原子核相碰，可以形成一個原子核並釋放出能量，這就是聚變反應，在這種反應中所釋放的能量稱聚變能。聚變能是核能利用的又一重要途徑。
最重要的聚變反應有：
式中D是氘核（重氫）、T是氚核（超重氫）。以上兩組反應總的效果是：
即每「燒』掉6個氘核共放出43．24MeV能量，相當於每個核子平均放出3．6MeV。它比N＋裂變反應中每個核子平均放出200／236＝0．85MeV高4倍。因此聚變能是比裂變能更為巨大的一種核能。
核聚變能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大約每600個氫原子中就有一個氘原子，海水中氘的總量約40萬億噸。每升海水中所含的氘完全聚變所釋放的聚變能相當於300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量計算，海水中氘的聚變能可用幾百億年。氚可以由鋰製造。鋰主要有鋰-6和鋰-7 兩種同位素。鋰-6吸收一個熱中子後，可以變成氚並放出能量。鋰-7要吸收快中子才能變成氚。地球上鋰的儲量雖比氘少得多，也有兩千多億噸。用它來製造氚，足夠用到人類使用氘、氘聚變的年代。因此，核聚變能是一種取之不盡用之不竭的新能源。

典型的聚變反應是
411H—→42He+20-1e+2.67×107eV
21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV
21H+21H—→31H+11H+4×106eV
31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV
後三個反應的凈反應是
521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
即每5個21H聚變後放出2.48×107eV能量。
氘是相當豐富的氫同位素，在海洋中每6500個氫原子就有1個氘原子，這意味著海洋是極大量氘的潛在來源。僅在1L海水中就有1.03×1022個氘原子，就是說每1Km3海水中氘原子所具有的潛在能量相當於燃燒13600億桶原油的能量，這個數字約為地球上蘊藏的石油總儲量。
31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV
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I. 核裂變和核聚變的區別是什麼

核裂變和核聚變的區別是含義不同，產生的能量不同，作用不同，區別如下。

1、含義不同

核聚變就是小質量的兩個原子合成一個比較大的原子，核裂變就是一個大質量的原子分裂成兩個比較小的原子。

2、產生的能量不同

核裂變雖然能產生巨大的能量，但遠遠比不上核聚變。核聚變要在近億度高溫條件下進行，地球上原子彈爆炸時可以達到這個溫度。

3、作用不同

裂變堆的核燃料蘊藏極為有限，不僅產生強大的輻射，傷害人體，而且遺害千年的廢料也很難處理，核聚變的輻射則少得多，核聚變的燃料可以說是取之不盡，用之不竭。

核裂變和核聚變的特點

核裂變是一個核分裂成兩個或以上，核聚變是兩個或以上原子核聚合成一個。從數量上說，一個是少變多，一個是多變少。

J. 什麼是核聚變核聚變的實現方法有哪些

實現核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場，把等離子體約束在很小范圍內以實現上述三個條件。雖然在實驗室條件下已接近於成功，但要達到工業應用還差得遠。要建立托卡馬克型核聚變裝置，需要幾千億美元。

另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體，裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸發，受它的反作用，球面內層向內擠壓（反作用力是一種慣性力，靠它使氣體約束，所以稱為慣性約束），就像噴氣飛機氣體往後噴而推動飛機前飛一樣，小球內氣體受擠壓而壓力升高，並伴隨著溫度的急劇升高。當溫度達到所需要的點火溫度（大概需要幾十億度）時，小球內氣體便發生爆炸，並產生大量熱能。這種爆炸過程時間很短，只有幾個皮秒（1皮等於1萬億分之一）。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去，所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站。

原理上雖然就這么簡單，但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率，離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍，加上其他種種技術上的問題，使慣性約束核聚變仍是可望而不可即的。

盡管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服，但其美好前景的巨大誘惑力，正吸引著各國科學家在奮力攀登。