什么是超声波核聚变

A. 什么是核聚变

核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式：

超声波核聚变
激光约束（惯性约束）核聚变
磁约束核聚变（托卡马克）
核聚变
比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的

过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才

能发生核聚变，比如氢的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能

量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光

和热就是由核聚变产生的。

核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控

的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变

在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。

实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而

且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水

中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海

水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困

扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非

常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，

没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。

尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计

了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可

以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。

B. 什么是核聚变

核聚变
核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式：

超声波核聚变

激光约束（惯性约束）核聚变

磁约束核聚变（托卡马克）

核聚变

比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的

过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才

能发生核聚变，比如氢的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能

量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光

和热就是由核聚变产生的。

核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控

的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变

在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。

实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而

且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水

中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海

水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困

扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非

常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，

没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。

尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计

了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可

以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。

利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘（读"刀"，又叫重氢）和氚（读"川"，又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。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。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。

第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，所以是安全的。

目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功，但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平，要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。

另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束），就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。

原理上虽然就这么简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。

尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。

C. 核裂变和核聚变

核聚变，又称核融合，是指由质量小的原子，比方说氘和氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成中子和氦-4，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量。根据质能方程E=mc²，原子核之静质量变化（质量亏损[1]）造成能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，称为核裂变，如原子弹爆炸；如果是由较轻 核聚变的原子核变化为较重的原子核，称为核聚变，如恒星持续发光发热的能量来源。
相比核裂变，核聚变的放射性污染等环境问题少很多。如氘和氚之核聚变反应，其原料可直接取自海水，来源几乎取之不尽，因而是比较理想的能源取得方式。
发展

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出；而触发核聚变反应必须消耗能量，因此人工核聚变的能量与触发核聚变的能量要到达一定的比例才能有经济效应。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。目前主要的几种可控制核聚变方式：超声波核聚变、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变（托卡马克）。
2005年，部分科学家相信已经成功做出小型的核聚变，并且得到初步验证。首个实验核聚变发电站将选址法国。
核裂变

核聚变就是小质量的两个原子核合成一个比较大的原子核，核裂变就是一个大质量的原子核分裂成两个比较小的原子核，在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大。
世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另 太阳中心核聚变外的物质。物质无论是分裂或合成，都会产生能量。由两个氢原子合为一个氦原子，就叫核聚变，太阳就是依此而释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的，目前的核电站也是利用核裂变而发电。核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。
编辑本段运行

核聚变要在近亿度高温条件下进行，地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。但是，用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。 关于核聚变的“点火”问题，激光技术的发展，使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以“点燃”核聚变。除激光外，利用超高额微波加热法，也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术，美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。

参考资料 1． 质量亏损 ．网络[引用日期2012-05-25] ．

D. 受控核聚变是怎么回事

核聚变是指由质量小的原子(主要是氘或氚)，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。目前人类已实现了不受控制的核聚变(如氢弹的爆炸)。受控核聚变是在一定的条件下，控制核聚变的速度和核规模，实现安全、持续、平稳的能量输出。受控核聚变技术难度极高，核聚变的条件相当苛刻，要求具有足够高的点火温度(几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温)、非常低的气体密度(相当于常温常压下气体密度的几万分之一)，并保持温度和密度足够长的时间等。目前发现的主要受控核聚变方式有：超声波核聚变、激光约束(惯性约束)核聚变、磁约束核聚变(托卡马克)。


点评：由于受控核聚变具有原料充足、经济性能优异、安全可靠、无环境污染等优势，因而有望成为人类取之不尽、用之不竭的理想能源。

E. 什么是核聚变

核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。

相比核裂变，核聚变几乎不会带来放射性污染等环境问题，而且其原料可直接取自海水中的氘，来源几乎取之不尽，是理想的能源方式。

目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。

目前主要的几种可控核聚变方式：

超声波核聚变
激光约束（惯性约束）核聚变
磁约束核聚变（托卡马克）
核聚变
比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的

过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才

能发生核聚变，比如氢的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能

量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光

和热就是由核聚变产生的。

核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控

的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变

在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。

实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而

且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水

中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海

水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困

扰。

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非

常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，

没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。

尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计

了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可

以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。

F. 什么是核聚变

核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。
核聚变，即氢原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大的能量。 热核反应[1]，或原子核的聚变反应，是当前很有前途的新能源。参与核反应的氢原子核，如氢（氕）、氘、氚、锂等从热运动获得必要的动能而引起的聚变反应（参见核聚变）。热核反应是氢弹爆炸的基础，可在瞬间产生大量热能，但目前尚无法加以利用。如能使热核反应在一定约束区域内，根据人们的意图有控制地产生与进行，即可实现受控热核反应。这正是目前在进行试验研究的重大课题。受控热核反应是聚变反应堆的基础。聚变反应堆一旦成功，则可能向人类提供最清洁而又是取之不尽的能源。
编辑本段反应条件
核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下 太阳的能量来自它中心的热核聚变
（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。原子核中蕴藏巨大的能量，原子核的变化（从一种原子核变化为另外一种原子核）往往伴随着能量的释放。如果是由重的原子核变化为轻的原子核，叫核裂变，如原子弹爆炸；如果是由轻的原子核变化为重的原子核，叫核聚变，如太阳发光发热的能量来源。 目前人类已经可以实现不受控制的核聚变，如氢弹的爆炸。但是要想能量可被人类有效利用，必须能够合理的控制核聚变的速度和规模，实现持续、平稳的能量输出。科学家正努力研究如何控制核聚变，但是现在看来还有很长的路要走。
编辑本段可控核聚变方式
目前主要的几种可控核聚变方式： 超声波核聚变 激光约束（惯性约束）核聚变 磁约束核聚变（托卡马克） 典型的聚变反应是 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 后三个反应的净反应是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
编辑本段核聚变的应用
1、可控核聚变的发生条件 产生可控核聚变需要的条件非常苛刻。我们的太阳就是靠核聚变反应来给太 EAST全超导非圆截面核聚变实验装置
阳系带来光和热，其中心温度达到1500万摄氏度，另外还有巨大的压力能使核聚变正常反应，而地球上没办法获得巨大的压力，只能通过提高温度来弥补，不过这样一来温度要到上亿度才行。核聚变如此高的温度没有一种固体物质能够承受，只能靠强大的磁场来约束。此外这么高的温度，核反应点火也成为问题。不过在2010年2月6日，美国利用高能激光实现核聚变点火所需条件。中国也有“神光2”将为我国的核聚变进行点火。 2、核聚变的反应装置 目前，可行性较大的可控核聚变反应装置就是托卡马克装置。 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(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、线圈(kotushka)。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。 我国也有两座核聚变实验装置。 3、核聚变的优劣势 优势： （1）.核聚变释放的能量比核裂变更大 （2）.无高端核废料 （3）.可不对环境构成大的污染，而且反应过程容易控制，核事故风险 极低！ （4）.燃料供应充足，地球上重氢有10万亿吨（每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油） （5）.无法用作核武器材料 也就没有了政治干涉！ 劣势： 反应要求极高，技术要求极高 从理论上看，用核聚变制造武器和提供部分能源，是非常有益的。但目前人类还没有办法，对它们进行较好的利用。 （对于核裂变，由于原料铀的储量不多，政治干涉很大，放射性与危险性大，核裂变的优势无法完全利用。截至2006年，核能（核裂变能）发电占世界总电力约15%。说明了核裂变的应用的规模之大，更能说明优势比核裂变更大的核聚变能源前景更加光明。科学家们估计，到2025年以后，核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后，受控核聚变发电将广泛造福人类。 ）
编辑本段核聚变与恒星发光原理
当四个氢原子在高温下靠得很近时，四个质子会撞到一起时，其中两个会发生衰变，释放出两个反中微子和正电子，变成中子。这两个正电子会与原子核外电子相互湮灭，形成两个光量子；剩下的一共有两个中子、质子和电子，恰好形成一个氦原子。绝大多是恒星都是通过质子的衰变而发出光芒，这在日常生活中也用途很大。
编辑本段另一定义
比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。 EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置
核聚变的过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才能发生核聚变，比如氢的同位素氘（）、氚（chuan）等。核聚变也会放出巨大的能量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光和热就是由核聚变产生的。 核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。 实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困扰。 但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。 利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘（读"刀"，又叫重氢）和氚（读"川"，又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量。 核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。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。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。地球上蕴藏的核聚变能约为蕴藏的可进行核裂变元素所能释出的全部核裂变能的1000万倍，可以说是取之不竭的能源。至于氚，虽然自然界中不存在，但靠中子同锂作用可以产生，而海水中也含有大量锂。 第二个优点是既干净又安全。因为它不会产生污染环境的放射性物质，所以是干净的。同时受控核聚变反应可在稀薄的气体中持续地稳定进行，所以是安全的。 国际热核聚变实验堆装置示意图
目前实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功，但要达到工业应用还差得远。按照目前技术水平，要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。 另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束），就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。 原理上虽然就这么简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可及的。 尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。
编辑本段原理
简单的回答：根据爱因斯坦质能方程E=mc2. 原子核发生聚变时，有一部分质量转化为能量释放出来。 只要微量的质量就可以转化成很大的能量。 两个轻的原子核相碰，可以形成一个原子核并释放出能量，这就是聚变反应，在这种反应中所释放的能量称聚变能。聚变能是核能利用的又一重要途径。 最重要的聚变反应有： 式中D是氘核（重氢）、T是氚核（超重氢）。以上两组反应总的效果是： 即每“烧’掉6个氘核共放出43．24MeV能量，相当于每个核子平均放出3．6MeV。它比n＋裂变反应中每个核子平均放出200／236＝0．85MeV高4倍。因此聚变能是比裂变能更为巨大的一种核能。 核聚变能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大约每600个氢原子中就有一个氘原子，海水中氘的总量约40万亿吨。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量计算，海水中氘的聚变能可用几百亿年。氚可以有锂制造。锂主要有锂-6和锂-7两种同位素。锂-6吸收一个热中子后，可以变成氚并放出能量。锂-7要吸收快中子才能变成氚。地球上锂的储量虽比氘少得多，也有两千多亿吨。用它来制造氚，足够用到人类使用氘、氘聚变的年代。因此，核聚变能是一种取之不尽用之不竭的新能源。 在可以预见的地球上人类生存的时间内，水的氘，足以满足人类未来几十亿年对能源的需要。从这个意义上说，地球上的聚变燃料，对于满足未来的需要说来，是无限丰富的，聚变能源的开发，将“一劳永逸”地解决人类的能源需要。六十多年来科学家们不懈的努力，已在这方面为人类展现出美好的前景。 典型的聚变反应是 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 后三个反应的净反应是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV 即每5个21H聚变后放出2.48×107eV能量。 氘是相当丰富的氢同位素，在海洋中每6500个氢原子就有1个氘原子，这意味着海洋是极大量氘的潜在来源。仅在1L海水中就有1.03×1022个氘原子，就是说每1Km3海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量，这个数字约为地球上蕴藏的石油总储量。 要使原子核之间发生聚变，必须使它们接近到飞米级。要达到这个距离，就要使核具有很大的动能，以克服电荷间极大的斥力。要使核具有足够的动能，必须把它们加热到很高的温度（几百万摄氏度以上）。因此，核聚变反应又叫热核反应。原子弹爆炸产生的高温可引起热核反应，氢弹就是这样爆炸的。 受控核聚变是等离子态的原子核在高温下有控制地发生大量原子核聚变的反应，同时释放出能量。氘是最重要的聚变燃料，海洋是氘的潜在来源，一旦能实现以氘为基本燃料的受控核聚变，人们就几乎拥有了取之不尽、用之不竭的能源。氢弹爆炸释放出来的大量聚变能、原子弹爆炸释放出来的大量裂变能，都是不可控制的。在第一颗原子弹爆炸后仅十多年，人们就找到控制裂变反应的办法，并建成了裂变电站。原以为氢弹炸爆后能建成聚变电站，但并不如此简单，即使在地球条件下能发生的聚变反应： 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 也只能在极高的温度（＞4000℃）和足够大的碰撞几率条件下，才能大量发生。因此实际可作为能源使用的受控热核聚变反应，必须在产生并加热等离子体到亿万摄氏度高温的同时，还要有效约束这一高温等离子体。这就是近几十年内研究的难题和期望攻克的目标。中国的中科院物理所、中科院等离子物理所、西南物理研究院在实验工程和理论研究各方面都做了许多的工作，也取得了许多重要的进展。

G. 除了造氢弹 核聚变还能干啥

可控核聚变能制造“小太阳”
无论是在中国还是西方的神话故事里，都有盗取天火、造福人类的传说。太阳，这个高悬九天之上源源不断喷薄光热的星球，是能为人类带来光明和美好生活的象征。而现代物理学研究表明，地球上一切的能量，都来自太阳表面氢核的聚变。氢弹爆炸产生的巨大能量给人留下了深刻的印象，1公斤聚变燃料所产生的能量相当于1000万升石油的能量。那么，有没有办法将这种猛烈爆发的能量控制住呢？答应就是可控核聚变，人们形象地将其称为在地球上制造“小太阳”。如果建成一座核聚变发电站，每年只需从海水中提取304公斤的氘，就可以产生1000兆瓦的电量。照此计算，地球上仅在海水中就含有的45万亿吨氘，足够人类使用上百亿年，比太阳的寿命还要长。
与人工光合作用的间接利用光能相比，可控核聚变显得更为直接，但两者有一个共同点——难！人工光合作用试图模拟自然状态下的光合作用过程，利用太阳光将二氧化碳转化为氧气和富含能量的有机物。可控核聚变则试图在地面上模拟太阳中的核反应过程，不论是光合作用还是太阳中的热核反应，都是经历了数十亿年的“修炼”才形成的，反应机制极其精密复杂，人类想在数十年里完成这一过程，确非易事。
可控核聚变的难度首先体现在反应条件的苛刻上。举个例子，当两个带正电的球相互接近时，它们会互相排斥，只有使用更大的力才能使两者互相接近。可控核聚变也是这样，由于发生反应的氚、氘原子核都带正电，当两个原子核越接近时，其静电斥力越大。为了使两个核发生聚变反应，必须使两个原子核有足够能量，以克服它们之间的静电斥力。而只有当两个原子核相互接近达1．7费米以内（一费米为万亿分之一毫米）时，核力（原子核之间的吸引力）才能起作用。这时核力大于静电斥力，使两个原子聚合到一起，并放出巨大的能量。
由于核反应的尺度极小，目前还没有在费米尺度下对单个原子核进行操作的技术，只有通过外界条件包括热、声、电磁，让大量不同种类的原子核实现聚变。目前主要的可控制核聚变方式有：超声波核聚变、激光约束（惯性约束）核聚变、磁约束核聚变。这类方法的关键是在短时间内积聚大量能量，研究人员的目标也是制造世界上功率最大的能量装置。例如，美国能源部下属的劳伦斯·利弗莫尔国家实验室核聚变试验装置——“国家点火装置”（NIF）由192个激光束组成，能在短时间内产生亿度高温。韩国《朝鲜日报》说，目前世界上还没有一个国家利用核聚变技术建成发电站。欧盟、韩国、美国、中国、日本、俄罗斯等国共同投资51亿欧元（约合430亿元人民币），目前正在法国修建国际热核聚变实验堆（ITER），据说要想实现商业化还要40年。考虑到朝鲜的经济和技术力量等因素，利用核聚变技术发电“根本不可能”。
核聚变提供丰富的清洁能源
也许一些人觉得奇怪，在核能发电早已商业化的今天，为何要花如此大的精力去寻找另外一种核能利用呢？这里需要对核裂变与聚变作一个比较。如今的核能发电利用的是核裂变形式的核反应，会产生大量放射性很强的核废料如铀、钚，这些核废料的处理是一大难题，往往需要埋入海底、地底才能保证安全，而且地球上储存的主要核燃料铀也比较有限，这种能量产生方式并不理想。
美国《今日物理》杂志去年7月号曾刊文称，美国有100个核反应堆，提供的电能占美国全部电量的20％。如果要提高所占的比例，处理核废料的压力就会随之增加。2009年5月，由于预算需要，奥巴马政府计划放弃争论日久的丝兰山核废料填埋项目，同时宣布将组成专门小组讨论民用核废料处理方式，由此可见核废料处理带来的压力之大。
而作为一种在宇宙中广泛存在的能量转化方式，核聚变拥有很多优势。首先是清洁。核聚变对环境几乎没有放射性危害，聚变反应的产生物氦是没有放射性的惰性气体，即反应本身不产生任何放射性废料。实验堆所使用材料等技术废料，由于所选用材料的低活性，其放射性也会在很短的时间内消失。其次是来源丰富。核聚变所需要的氘和氚在水中普遍存在，1升水中含有33毫克氘；氚虽然在自然界中几乎不存在，但它却可以在聚变过程中通过锂的转化产生，而地球上锂的储量非常丰富。

H. 什么是核聚变

核聚变，即轻原子核（氘和氚）结合成较重的原子核（氦）时放出巨大能量。
原理简单的回答：根据爱因斯坦质能方程E=mc2.
原子核发生聚变时，有一部分质量转化为能量释放出来。
只要微量的质量就可以转化成很大的能量。
两个轻的原子核相碰，可以形成一个原子核并释放出能量，这就是聚变反应，在这种反应中所释放的能量称聚变能。聚变能是核能利用的又一重要途径。
最重要的聚变反应有：
式中D是氘核（重氢）、T是氚核（超重氢）。以上两组反应总的效果是：
即每“烧’掉6个氘核共放出43．24MeV能量，相当于每个核子平均放出3．6MeV。它比N＋裂变反应中每个核子平均放出200／236＝0．85MeV高4倍。因此聚变能是比裂变能更为巨大的一种核能。
核聚变能利用的燃料是氘（D）和氚。氘在海水中大量存在。海水中大约每600个氢原子中就有一个氘原子，海水中氘的总量约40万亿吨。每升海水中所含的氘完全聚变所释放的聚变能相当于300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量计算，海水中氘的聚变能可用几百亿年。氚可以由锂制造。锂主要有锂-6和锂-7 两种同位素。锂-6吸收一个热中子后，可以变成氚并放出能量。锂-7要吸收快中子才能变成氚。地球上锂的储量虽比氘少得多，也有两千多亿吨。用它来制造氚，足够用到人类使用氘、氘聚变的年代。因此，核聚变能是一种取之不尽用之不竭的新能源。

典型的聚变反应是
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
后三个反应的净反应是
521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
即每5个21H聚变后放出2.48×107eV能量。
氘是相当丰富的氢同位素，在海洋中每6500个氢原子就有1个氘原子，这意味着海洋是极大量氘的潜在来源。仅在1L海水中就有1.03×1022个氘原子，就是说每1Km3海水中氘原子所具有的潜在能量相当于燃烧13600亿桶原油的能量，这个数字约为地球上蕴藏的石油总储量。
31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV
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I. 核裂变和核聚变的区别是什么

核裂变和核聚变的区别是含义不同，产生的能量不同，作用不同，区别如下。

1、含义不同

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子，核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子。

2、产生的能量不同

核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变。核聚变要在近亿度高温条件下进行，地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。

3、作用不同

裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。

核裂变和核聚变的特点

核裂变是一个核分裂成两个或以上，核聚变是两个或以上原子核聚合成一个。从数量上说，一个是少变多，一个是多变少。

J. 什么是核聚变核聚变的实现方法有哪些

实现核聚变已有不少方法。最早的著名方法是"托卡马克"型磁场约束法。它是利用通过强大电流所产生的强大磁场，把等离子体约束在很小范围内以实现上述三个条件。虽然在实验室条件下已接近于成功，但要达到工业应用还差得远。要建立托卡马克型核聚变装置，需要几千亿美元。

另一种实现核聚变的方法是惯性约束法。惯性约束核聚变是把几毫克的氘和氚的混合气体或固体，装入直径约几毫米的小球内。从外面均匀射入激光束或粒子束，球面因吸收能量而向外蒸发，受它的反作用，球面内层向内挤压（反作用力是一种惯性力，靠它使气体约束，所以称为惯性约束），就像喷气飞机气体往后喷而推动飞机前飞一样，小球内气体受挤压而压力升高，并伴随着温度的急剧升高。当温度达到所需要的点火温度（大概需要几十亿度）时，小球内气体便发生爆炸，并产生大量热能。这种爆炸过程时间很短，只有几个皮秒（1皮等于1万亿分之一）。如每秒钟发生三四次这样的爆炸并且连续不断地进行下去，所释放出的能量就相当于百万千瓦级的发电站。

原理上虽然就这么简单，但是现有的激光束或粒子束所能达到的功率，离需要的还差几十倍、甚至几百倍，加上其他种种技术上的问题，使惯性约束核聚变仍是可望而不可即的。

尽管实现受控热核聚变仍有漫长艰难的路程需要我们征服，但其美好前景的巨大诱惑力，正吸引着各国科学家在奋力攀登。