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核(he)聚變反(fan)應指在(zai)高溫(wen)、高壓和高密度的(de)條件下，兩個(ge)質(zhi)量(liang)較小的(de)原子核(he)結合成質(zhi)量(liang)較大的(de)新核(he)，反(fan)應的(de)同時會(hui)釋放出巨大能量(liang)。

核聚變反應

例(li)如，氘(dao)核(he)(he)(he)和氚核(he)(he)(he)在一定條件下（如超(chao)高溫(wen)、高壓）可以聚變為氦核(he)(he)(he)，在發生(sheng)聚變反(fan)應(ying)的同時，會釋放出巨大能量。核(he)(he)(he)聚變反(fan)應(ying)所(suo)產(chan)生(sheng)的能量比核(he)(he)(he)裂變反(fan)應(ying)所(suo)產(chan)生(sheng)的能量更(geng)大。太陽內部連續(xu)進行著氫聚變成氦的過程，它的光和熱就(jiu)是由(you)這種不(bu)斷的核(he)(he)(he)聚變反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)的。

核聚變的應用

主要有軍事用(yong)途（不(bu)受控(kong)制(zhi)的(de)(de)核(he)聚(ju)變）和民用(yong)發電（受控(kong)核(he)聚(ju)變）兩(liang)種。人類已(yi)經可以實現不(bu)受控(kong)制(zhi)的(de)(de)核(he)聚(ju)變，如氫彈的(de)(de)爆炸。但(dan)是要想能量(liang)可被人類有效利(li)用(yong)，必須能夠合理地控(kong)制(zhi)核(he)聚(ju)變的(de)(de)速度(du)和規模，實現持續、平(ping)穩的(de)(de)能量(liang)輸出(chu)。科學家正努力研究如何控(kong)制(zhi)核(he)聚(ju)變。

（一）聚變電廠

為了實現聚變(bian)的可控利用，科學家進行了多種嘗(chang)試，這些研究包(bao)括：

（1）托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)：為實(shi)現磁力約束，需要(yao)一個(ge)能(neng)產生足夠強的(de)(de)(de)環(huan)(huan)形磁場的(de)(de)(de)裝(zhuang)置(zhi)，這種(zhong)裝(zhuang)置(zhi)就被稱作(zuo)“托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)”——TOKAMAK，即俄(e)語中由“環(huan)(huan)形”、“真空”、“磁”、“線圈”單(dan)詞的(de)(de)(de)首字(zi)母組成(cheng)的(de)(de)(de)縮(suo)寫。早在(zai)1954年，在(zai)原蘇(su)(su)聯庫(ku)爾恰托(tuo)(tuo)夫原子能(neng)研(yan)究所建成(cheng)了(le)(le)(le)世界(jie)上第一個(ge)托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)。當時的(de)(de)(de)托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)是個(ge)很不(bu)穩定的(de)(de)(de)東西，搞了(le)(le)(le)十(shi)幾(ji)年，也沒(mei)有得到能(neng)量輸出，直到1970年，蘇(su)(su)聯才(cai)在(zai)改進了(le)(le)(le)很多次的(de)(de)(de)托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)上第一次獲(huo)得了(le)(le)(le)實(shi)際(ji)的(de)(de)(de)能(neng)量輸出，這使得全世界(jie)看(kan)到了(le)(le)(le)希望，紛紛建設(she)起(qi)自己的(de)(de)(de)大型(xing)托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)，歐(ou)洲建設(she)了(le)(le)(le)聯合環(huan)(huan)-JET，蘇(su)(su)聯建設(she)了(le)(le)(le)T20，日本的(de)(de)(de)JT-60和美(mei)國(guo)的(de)(de)(de)TFTR（托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)聚變實(shi)驗(yan)反應(ying)器(qi)的(de)(de)(de)縮(suo)寫）。中國(guo)也不(bu)例(li)外(wai)，在(zai)70年代就建設(she)了(le)(le)(le)數個(ge)實(shi)驗(yan)托(tuo)(tuo)卡馬(ma)(ma)克(ke)(ke)(ke)裝(zhuang)置(zhi)——環(huan)(huan)流一號（HL-1）和CT-6，后來又建設(she)了(le)(le)(le)HT-6，HT-6B，以及(ji)改建了(le)(le)(le)HL1M，新建了(le)(le)(le)環(huan)(huan)流二號。此外(wai)，在(zai)建的(de)(de)(de)還有德國(guo)的(de)(de)(de)螺旋石(shi)-7，規模比EAST大，但是技術水平差不(bu)多。

（2）ITER：2005年(nian)正式確定的(de)國(guo)(guo)際合作項目ITER，也就是國(guo)(guo)際熱核實驗反應(ying)堆的(de)縮寫，地點(dian)在法(fa)國(guo)(guo)的(de)卡(ka)達拉奇，這個項目從1985年(nian)開始，由蘇聯、美國(guo)(guo)、日本和歐盟共同提出，目的(de)是建立第一個試驗用的(de)聚變反應(ying)堆。

（3）EAST：EAST位于中(zhong)(zhong)國合肥，超托卡馬克反(fan)應(ying)體(ti)(ti)(ti)部分，唯一(yi)(yi)(yi)能(neng)(neng)(neng)給(gei)ITER提(ti)供實(shi)驗數據的(de)(de)(de)(de)(de)(de)裝(zhuang)置，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)結構和應(ying)用(yong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術與規劃中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)ITER完(wan)全(quan)(quan)一(yi)(yi)(yi)樣(yang)，沒(mei)有(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)僅僅是(shi)換能(neng)(neng)(neng)部分。EAST解決了(le)幾個(ge)重要問題：第一(yi)(yi)(yi)次采用(yong)了(le)非圓形垂直(zhi)截面，目的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)在(zai)(zai)不增(zeng)加(jia)環(huan)形直(zhi)徑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)前提(ti)下(xia)增(zeng)加(jia)反(fan)應(ying)體(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)體(ti)(ti)(ti)積，提(ti)高磁場效率。第一(yi)(yi)(yi)次全(quan)(quan)部采用(yong)了(le)液氦(hai)無損(sun)耗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超導體(ti)(ti)(ti)系(xi)。液氦(hai)是(shi)很貴的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，只(zhi)有(you)(you)在(zai)(zai)線圈材料上(shang)(shang)下(xia)工夫，盡(jin)量(liang)少(shao)用(yong)液氦(hai)，同時讓液氦(hai)可(ke)以(yi)(yi)循環(huan)使用(yong)，盡(jin)量(liang)減少(shao)損(sun)耗的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)統才可(ke)能(neng)(neng)(neng)投入使用(yong)。此(ci)外，EAST還是(shi)世(shi)界上(shang)(shang)第一(yi)(yi)(yi)個(ge)具有(you)(you)主(zhu)動(dong)冷(leng)卻(que)結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)托卡馬克，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)第一(yi)(yi)(yi)壁是(shi)主(zhu)動(dong)冷(leng)卻(que)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，連接的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是(shi)一(yi)(yi)(yi)個(ge)大型冷(leng)卻(que)塔(ta)，它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)冷(leng)卻(que)水(shui)可(ke)以(yi)(yi)保證(zheng)在(zai)(zai)長時間運(yun)行后將反(fan)應(ying)產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)帶走，維持系(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度平(ping)衡(heng)，一(yi)(yi)(yi)方面是(shi)為真正實(shi)現穩定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)受控(kong)聚變邁出的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要一(yi)(yi)(yi)步，另一(yi)(yi)(yi)方面也是(shi)工程化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)重要標志——冷(leng)卻(que)塔(ta)換成汽輪機是(shi)可(ke)以(yi)(yi)發電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。從(cong)某種意義(yi)上(shang)(shang)，它(ta)就是(shi)ITER主(zhu)反(fan)應(ying)體(ti)(ti)(ti)大約1/4的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)(yi)個(ge)原(yuan)型實(shi)驗裝(zhuang)置。

（二）氫彈

氫彈(dan)是利用原子彈(dan)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)能量點燃氫的(de)(de)(de)同位(wei)素氘、氚等質(zhi)量較輕的(de)(de)(de)原子的(de)(de)(de)原子核(he)發生核(he)聚(ju)變(bian)反應（熱核(he)反應）并瞬時(shi)釋放出巨大(da)能量的(de)(de)(de)核(he)武器(qi)，又稱聚(ju)變(bian)彈(dan)、熱核(he)彈(dan)、熱核(he)武器(qi)。氫彈(dan)的(de)(de)(de)殺(sha)傷破(po)壞(huai)因素與原子彈(dan)相同，但威(wei)力比(bi)原子彈(dan)大(da)得多。原子彈(dan)的(de)(de)(de)威(wei)力通(tong)(tong)常為幾(ji)百至幾(ji)萬噸級TNT當量，氫彈(dan)的(de)(de)(de)威(wei)力則可大(da)至幾(ji)千萬噸級TNT當量。還可通(tong)(tong)過設計增強或減(jian)弱其(qi)某些殺(sha)傷破(po)壞(huai)因素，其(qi)戰(zhan)術技術性能比(bi)原子彈(dan)更好(hao)，用途也更廣泛，其(qi)爆(bao)炸(zha)中心(xin)溫度可達3.5億攝氏度，遠(yuan)(yuan)遠(yuan)(yuan)高于太(tai)陽中心(xin)溫度（約1 500萬攝氏度）。

1967年6月17日中(zhong)國(guo)自行設計、制造的第一(yi)顆氫彈在(zai)中(zhong)國(guo)西(xi)部地(di)區上空試爆(bao)成(cheng)功，震驚世界的蘑菇云異常炫目耀(yao)眼(yan)。氫彈的爆(bao)炸成(cheng)功，使中(zhong)國(guo)真正跨入核大國(guo)的行列。

第一顆氫彈(dan)的(de)(de)爆(bao)炸成功，是中國(guo)核武(wu)器發展史上的(de)(de)又一次飛躍。它對于(yu)加強中國(guo)的(de)(de)國(guo)防能力有著極其(qi)重要(yao)的(de)(de)現實意義。中國(guo)擁(yong)有了(le)氫彈(dan)，對于(yu)提(ti)高中國(guo)的(de)(de)國(guo)際地位，維(wei)護世界和(he)平和(he)第三世界國(guo)家的(de)(de)利益，有著戰略性的(de)(de)作用。

第一(yi)(yi)顆氫彈爆(bao)炸成功后，中國(guo)(guo)政(zheng)府再次鄭(zheng)重(zhong)聲明：“中國(guo)(guo)進行必(bi)要的(de)(de)有限制(zhi)的(de)(de)核試(shi)驗，發(fa)展核武(wu)器，完全是(shi)為(wei)了(le)防御。其(qi)最終目(mu)的(de)(de)是(shi)為(wei)了(le)消(xiao)滅核武(wu)器。我(wo)們再一(yi)(yi)次鄭(zheng)重(zhong)宣布，在任何時候(hou)，任何情況下，中國(guo)(guo)都不會首先(xian)使用核武(wu)器。我(wo)們說(shuo)的(de)(de)話，從來是(shi)算(suan)數的(de)(de)。中國(guo)(guo)人民(min)和(he)中國(guo)(guo)政(zheng)府將一(yi)(yi)如既(ji)往地(di)繼續同全世界一(yi)(yi)切愛好和(he)平的(de)(de)人民(min)和(he)國(guo)(guo)家一(yi)(yi)道，共(gong)同努力，堅持斗(dou)爭，為(wei)完全禁(jin)止和(he)徹(che)底銷(xiao)毀核武(wu)器的(de)(de)崇高目(mu)標而(er)奮(fen)斗(dou)！”

未來發展方向

聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)應(ying)用主要(yao)(yao)是(shi)核武器，和(he)(he)(he)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)一(yi)樣(yang)，和(he)(he)(he)平利(li)用聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)能(neng)(neng)(neng)發電是(shi)科(ke)學家正在(zai)努力的(de)(de)(de)方向(xiang)。裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)堆的(de)(de)(de)核燃料(liao)有限，而且廢物(wu)處置問題(ti)相當麻煩，相比核裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)，核聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)幾乎(hu)不會帶來放射(she)性污染(ran)等(deng)環境問題(ti)，而且其原料(liao)可(ke)直接取自海水中(zhong)的(de)(de)(de)氘(dao)，來源(yuan)幾乎(hu)取之不盡，是(shi)認識到(dao)的(de)(de)(de)可(ke)以最(zui)終解決人(ren)類(lei)社會能(neng)(neng)(neng)源(yuan)問題(ti)和(he)(he)(he)環境問題(ti)、推動(dong)人(ren)類(lei)社會可(ke)持(chi)續(xu)(xu)發展的(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)(yao)途徑之一(yi)。氘(dao)—氚聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)將釋(shi)(shi)放巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量，一(yi)升海水中(zhong)含30毫克氘(dao)，通過聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)可(ke)釋(shi)(shi)放出(chu)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量相當于300多升汽油的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量。要(yao)(yao)實(shi)現(xian)持(chi)續(xu)(xu)的(de)(de)(de)輕核聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)，要(yao)(yao)求相當苛刻，必須在(zai)超高(gao)溫(wen)和(he)(he)(he)高(gao)壓的(de)(de)(de)情(qing)況(kuang)下(xia)發生，而且伴隨著(zhu)巨(ju)大(da)(da)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量釋(shi)(shi)放，溫(wen)度可(ke)達上億攝氏度，幾乎(hu)沒(mei)有任(ren)何(he)材料(liao)可(ke)以承受(shou)。人(ren)類(lei)已(yi)經實(shi)現(xian)不受(shou)控(kong)(kong)制(zhi)的(de)(de)(de)核聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)，如氫彈的(de)(de)(de)爆炸(zha)，但(dan)要(yao)(yao)想(xiang)有效(xiao)利(li)用核聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)釋(shi)(shi)放的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量，必須合理(li)控(kong)(kong)制(zhi)核聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)速度和(he)(he)(he)規模，實(shi)現(xian)持(chi)續(xu)(xu)、平穩的(de)(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量輸(shu)出(chu)。為了早日能(neng)(neng)(neng)夠實(shi)現(xian)聚(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)能(neng)(neng)(neng)的(de)(de)(de)可(ke)控(kong)(kong)釋(shi)(shi)放，科(ke)學家進行(xing)了很多嘗(chang)試(shi)，提出(chu)了很多種解決方法。

（一）磁(ci)約束(shu)型核聚變

磁約束(shu)型聚(ju)變(bian)(bian)反應(ying)堆是(shi)用(yong)特殊形(xing)(xing)態的(de)(de)(de)磁場把氘、氚等(deng)輕原子核(he)(he)(he)和自(zi)由(you)電(dian)子組成的(de)(de)(de)、處(chu)于熱核(he)(he)(he)反應(ying)狀態的(de)(de)(de)超高溫等(deng)離子體(ti)約束(shu)在(zai)(zai)有(you)限(xian)的(de)(de)(de)體(ti)積(ji)內，使它受控制地發生大量的(de)(de)(de)原子核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)反應(ying)，釋放(fang)出原子核(he)(he)(he)所蘊藏的(de)(de)(de)能量。磁約束(shu)熱核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)是(shi)當前開發聚(ju)變(bian)(bian)能源中(zhong)最(zui)有(you)希望的(de)(de)(de)途(tu)徑，在(zai)(zai)受控核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)探索(suo)方(fang)面，已提(ti)出了許多種磁約束(shu)途(tu)徑，其中(zhong)環(huan)(huan)形(xing)(xing)磁約束(shu)裝置（托(tuo)卡(ka)(ka)馬(ma)克）是(shi)各個實驗(yan)方(fang)案中(zhong)最(zui)成功的(de)(de)(de)方(fang)法。托(tuo)卡(ka)(ka)馬(ma)克的(de)(de)(de)中(zhong)央是(shi)一(yi)個環(huan)(huan)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)真(zhen)空室，外面纏繞(rao)著線圈，在(zai)(zai)通電(dian)的(de)(de)(de)時候(hou)托(tuo)卡(ka)(ka)馬(ma)克的(de)(de)(de)內部會產(chan)生巨大的(de)(de)(de)螺旋形(xing)(xing)磁場，將其中(zhong)的(de)(de)(de)等(deng)離子體(ti)加熱到很高的(de)(de)(de)溫度(du)，以達到核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。中(zhong)科院(yuan)等(deng)離子體(ti)所的(de)(de)(de)EAST采(cai)用(yong)世界(jie)上第一(yi)個非圓截(jie)面全超導托(tuo)卡(ka)(ka)馬(ma)克，西南物(wu)理研究院(yuan)的(de)(de)(de)中(zhong)國環(huan)(huan)流器一(yi)號以及國際熱核(he)(he)(he)聚(ju)變(bian)(bian)實驗(yan)堆（ITER）計(ji)劃也(ye)都采(cai)用(yong)托(tuo)卡(ka)(ka)馬(ma)克的(de)(de)(de)原理實現聚(ju)變(bian)(bian)能的(de)(de)(de)可控釋放(fang)。磁約束(shu)設備比(bi)較大，但(dan)(dan)反應(ying)持(chi)續性能好，不需要反復點火(huo)，適合(he)作(zuo)為(wei)核(he)(he)(he)電(dian)廠、大型船舶的(de)(de)(de)供電(dian)系統，但(dan)(dan)其缺點在(zai)(zai)于開關火(huo)性能不佳，靈活度(du)不夠，而且維(wei)持(chi)強磁場所需的(de)(de)(de)電(dian)能成本(ben)也(ye)不低。

（二(er)）慣性約束型核聚(ju)變(bian)

慣(guan)性(xing)(xing)約(yue)(yue)束(shu)(shu)核聚(ju)變是把幾毫克(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)氘和(he)氚的(de)(de)(de)(de)(de)混合(he)(he)氣體(ti)或(huo)固體(ti)，裝(zhuang)入直徑約(yue)(yue)幾毫米的(de)(de)(de)(de)(de)小(xiao)球內(nei)(nei)。從外(wai)面(mian)均勻射(she)入激(ji)光束(shu)(shu)或(huo)粒子(zi)(zi)(zi)束(shu)(shu)，球面(mian)因吸收能量(liang)(liang)而(er)向外(wai)蒸發(fa)，受它(ta)(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)反作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，球面(mian)內(nei)(nei)層向內(nei)(nei)擠壓（由(you)于(yu)(yu)(yu)粒子(zi)(zi)(zi)的(de)(de)(de)(de)(de)慣(guan)性(xing)(xing)作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)形(xing)成反作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)力，靠它(ta)(ta)使氣體(ti)約(yue)(yue)束(shu)(shu)，所以(yi)(yi)稱(cheng)為慣(guan)性(xing)(xing)約(yue)(yue)束(shu)(shu)），小(xiao)球內(nei)(nei)氣體(ti)受擠壓而(er)壓力升高(gao)，并(bing)(bing)伴隨著溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)急劇升高(gao)。當(dang)溫(wen)度(du)達到(dao)所需要的(de)(de)(de)(de)(de)點(dian)火溫(wen)度(du)（大(da)概需要幾十(shi)億(yi)攝(she)氏度(du)）時，小(xiao)球內(nei)(nei)氣體(ti)便發(fa)生爆炸(zha)，并(bing)(bing)產生大(da)量(liang)(liang)熱(re)能。這(zhe)種(zhong)爆炸(zha)過程(cheng)(cheng)時間很短，只(zhi)有幾個皮秒(miao)（1皮秒(miao)等(deng)于(yu)(yu)(yu)1萬(wan)億(yi)分之一秒(miao)）。如(ru)每秒(miao)鐘(zhong)發(fa)生三(san)四(si)次這(zhe)樣的(de)(de)(de)(de)(de)爆炸(zha)并(bing)(bing)且(qie)(qie)連續不斷地進行(xing)下去(qu)，所釋放出的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)就相(xiang)當(dang)于(yu)(yu)(yu)百萬(wan)千(qian)瓦級的(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)電(dian)站。慣(guan)性(xing)(xing)約(yue)(yue)束(shu)(shu)中(zhong)激(ji)光約(yue)(yue)束(shu)(shu)技(ji)(ji)術最(zui)為成熟，這(zhe)主要是因為激(ji)光技(ji)(ji)術能產生聚(ju)焦良(liang)好的(de)(de)(de)(de)(de)能量(liang)(liang)巨大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖光束(shu)(shu)，因此我國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)神光裝(zhuang)置以(yi)(yi)及美國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)(de)國(guo)(guo)家點(dian)火裝(zhuang)置都采用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)這(zhe)種(zhong)核聚(ju)變約(yue)(yue)束(shu)(shu)形(xing)式。另外(wai)，中(zhong)國(guo)(guo)工程(cheng)(cheng)物理研(yan)究院研(yan)制(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)Z箍縮(suo)驅動(dong)聚(ju)變技(ji)(ji)術也屬(shu)于(yu)(yu)(yu)慣(guan)性(xing)(xing)約(yue)(yue)束(shu)(shu)，它(ta)(ta)是利(li)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)脈沖功率技(ji)(ji)術，創造(zao)大(da)電(dian)流從金屬(shu)套筒（后變為等(deng)離(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti)）流過的(de)(de)(de)(de)(de)條件，產生超強電(dian)磁(ci)內(nei)(nei)爆，使等(deng)離(li)子(zi)(zi)(zi)體(ti)套筒獲得足夠的(de)(de)(de)(de)(de)內(nei)(nei)爆動(dong)能，然后與聚(ju)變靶丸(wan)相(xiang)互作(zuo)用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)，把動(dong)能變為輻射(she)能，近似球對稱(cheng)低壓縮(suo)熱(re)核燃(ran)料，最(zui)終實現大(da)規(gui)模的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)核聚(ju)變。慣(guan)性(xing)(xing)約(yue)(yue)束(shu)(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)好處在(zai)于(yu)(yu)(yu)設備可(ke)以(yi)(yi)做小(xiao)，而(er)且(qie)(qie)開、關火控制(zhi)性(xing)(xing)能也比(bi)較好，適(shi)合(he)(he)在(zai)未來用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)(yu)飛行(xing)器(qi)等(deng)領域，但其缺點(dian)是需要消耗大(da)量(liang)(liang)能源產生激(ji)光用(yong)(yong)(yong)(yong)(yong)來點(dian)火，而(er)且(qie)(qie)燃(ran)料靶丸(wan)制(zhi)造(zao)成本也很高(gao)。

（三）聚裂變混合(he)堆

聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)技術，包(bao)括(kuo)進展得比(bi)較(jiao)快的(de)(de)托(tuo)卡馬(ma)克(ke)，為了(le)獲得有(you)益的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)輸(shu)出，要求(qiu)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)，遠大于(yu)為創(chuang)造(zao)實(shi)現聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)條件(jian)而(er)(er)(er)消耗的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)，距離商業應(ying)用(yong)還有(you)相(xiang)當一段距離。而(er)(er)(er)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)混(hun)合(he)(he)堆(dui)只要求(qiu)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)產(chan)生(sheng)的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)與消耗的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)差不(bu)多相(xiang)等就可(ke)以了(le)，因(yin)而(er)(er)(er)它(ta)對聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)要求(qiu)比(bi)純聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)堆(dui)容易些(xie)，是(shi)實(shi)現聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)能(neng)(neng)(neng)商業應(ying)用(yong)的(de)(de)捷徑。所謂聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)混(hun)合(he)(he)堆(dui)就是(shi)利(li)用(yong)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)產(chan)生(sheng)的(de)(de)中子(zi)，在聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)反(fan)應(ying)室外的(de)(de)鈾(you)-238、釷-232包(bao)層中，生(sheng)產(chan)钚-239或鈾(you)-233等核燃(ran)料(liao)，同時(shi)釋放出裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)能(neng)(neng)(neng)。從能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)得失來看，聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)混(hun)合(he)(he)堆(dui)利(li)用(yong)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)倍(bei)增(zeng)了(le)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)能(neng)(neng)(neng)，其值可(ke)達一個數量(liang)(liang)(liang)(liang)級，因(yin)此聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)堆(dui)芯只要接(jie)近(jin)或達到能(neng)(neng)(neng)量(liang)(liang)(liang)(liang)得失相(xiang)當，就有(you)建造(zao)的(de)(de)意義。在混(hun)合(he)(he)堆(dui)中，聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)要不(bu)斷加料(liao)才(cai)得以維持(chi)，而(er)(er)(er)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)處(chu)于(yu)次臨界狀(zhuang)態，不(bu)存在超(chao)臨界等安全問題。當前一些(xie)大型托(tuo)卡馬(ma)克(ke)裝置已達到混(hun)合(he)(he)堆(dui)的(de)(de)聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)堆(dui)芯要求(qiu)，而(er)(er)(er)裂(lie)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)是(shi)成熟技術可(ke)以直接(jie)采(cai)用(yong)。混(hun)合(he)(he)堆(dui)減(jian)輕了(le)對材料(liao)的(de)(de)要求(qiu)，是(shi)純聚(ju)(ju)(ju)(ju)(ju)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)堆(dui)商用(yong)的(de)(de)過渡(du)堆(dui)型。

（四）核爆聚變電廠(chang)

所(suo)謂核(he)爆(bao)(bao)(bao)聚變(bian)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)就是利(li)用(yong)聚變(bian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)釋(shi)放(fang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量來發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)，聚變(bian)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)設(she)計原(yuan)理和氫(qing)彈基本相(xiang)同(tong)。由(you)于(yu)核(he)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)釋(shi)放(fang)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量是瞬間的(de)(de)(de)，而且非(fei)常巨大(da)，因此(ci)如(ru)(ru)何將核(he)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量安(an)全地轉(zhuan)化(hua)成可以利(li)用(yong)的(de)(de)(de)熱能(neng)(neng)和電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)，技術難度非(fei)常大(da)。在設(she)想的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)當(dang)中(zhong)，核(he)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)在一個巨大(da)的(de)(de)(de)洞(dong)室中(zhong)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)，爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)之(zhi)前往洞(dong)中(zhong)噴液態金屬鈉，并(bing)使(shi)鈉在爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)時刻在爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)裝(zhuang)(zhuang)置(zhi)的(de)(de)(de)周圍形成一定的(de)(de)(de)分布從(cong)而大(da)量吸收(shou)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)(de)(de)能(neng)(neng)量，同(tong)時還(huan)(huan)可以有效降低爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)沖擊(ji)對爆(bao)(bao)(bao)破洞(dong)壁的(de)(de)(de)作用(yong)強度。爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)后，把(ba)(ba)加熱了的(de)(de)(de)鈉從(cong)洞(dong)中(zhong)抽(chou)出，與(yu)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)第二回路形成熱交換，從(cong)而發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)。當(dang)然要實現核(he)爆(bao)(bao)(bao)聚變(bian)電(dian)(dian)(dian)廠(chang)，還(huan)(huan)需(xu)要解決很多(duo)問題(ti)，例如(ru)(ru)核(he)燃料的(de)(de)(de)生產和回收(shou)問題(ti)、安(an)全地把(ba)(ba)核(he)爆(bao)(bao)(bao)炸(zha)(zha)能(neng)(neng)轉(zhuan)換為(wei)熱能(neng)(neng)和電(dian)(dian)(dian)能(neng)(neng)，同(tong)時還(huan)(huan)要大(da)幅減(jian)少工程技術上的(de)(de)(de)難度。

除了以上幾種利用聚(ju)(ju)變(bian)能(neng)的(de)(de)方(fang)式(shi)，科學家還(huan)研(yan)究(jiu)了重(zhong)力場約束(shu)型核(he)聚(ju)(ju)變(bian)、常溫核(he)聚(ju)(ju)變(bian)、L子(zi)催化核(he)聚(ju)(ju)變(bian)、超聲波核(he)聚(ju)(ju)變(bian)以及氣(qi)泡核(he)聚(ju)(ju)變(bian)等聚(ju)(ju)變(bian)方(fang)法，這些都是(shi)人(ren)們試(shi)圖(tu)實(shi)現(xian)核(he)聚(ju)(ju)變(bian)受(shou)控，實(shi)現(xian)能(neng)量持續平穩輸出的(de)(de)有力嘗試(shi)。希望(wang)能(neng)夠通過人(ren)們的(de)(de)不(bu)斷(duan)努力，讓(rang)我們早(zao)日用上能(neng)量取之不(bu)盡用之不(bu)竭的(de)(de)人(ren)造“小太陽”，從而(er)在享受(shou)現(xian)代科技(ji)帶(dai)來的(de)(de)舒適便利之時(shi)，又(you)采用清潔、安全的(de)(de)能(neng)源而(er)不(bu)污染環境。

核聚變反應堆

實(shi)現受(shou)控(kong)熱(re)核反(fan)應，使(shi)人(ren)類掌握聚(ju)變能(neng)(neng)(neng)，是(shi)科學上(shang)(shang)的(de)(de)一個重大(da)(da)課題。輕(qing)核的(de)(de)聚(ju)變必(bi)須在(zai)高溫下才能(neng)(neng)(neng)有(you)(you)效(xiao)地進行(xing)，溫度越(yue)(yue)高，反(fan)應的(de)(de)概率越(yue)(yue)大(da)(da)。對(dui)于最(zui)容易(yi)實(shi)現聚(ju)合(he)的(de)(de)氘氚反(fan)應，也需(xu)要一億開(kai)以上(shang)(shang)的(de)(de)溫度條(tiao)件，此(ci)時(shi)燃料（氘氚混合(he)物(wu)）早已變成完全(quan)電離的(de)(de)物(wu)質第四(si)態——由電子(zi)(zi)和(he)離子(zi)(zi)組(zu)成的(de)(de)等離子(zi)(zi)體(ti)。為了產生足夠(gou)的(de)(de)聚(ju)變能(neng)(neng)(neng)量以維(wei)持所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)溫度，必(bi)須把這種等離子(zi)(zi)體(ti)足夠(gou)長時(shi)間地約(yue)(yue)(yue)束(shu)(shu)(shu)在(zai)特定的(de)(de)空間區域(yu)內。太陽靠它(ta)的(de)(de)強(qiang)引力(li)場保(bao)持住大(da)(da)部分燃料不(bu)至于飛散，地球上(shang)(shang)可用(yong)的(de)(de)約(yue)(yue)(yue)束(shu)(shu)(shu)方法，有(you)(you)磁約(yue)(yue)(yue)束(shu)(shu)(shu)和(he)慣性約(yue)(yue)(yue)束(shu)(shu)(shu)兩(liang)種，均在(zai)實(shi)驗研(yan)究中。開(kai)發聚(ju)變能(neng)(neng)(neng)得難度很大(da)(da)，除了要達(da)到(dao)自持聚(ju)變反(fan)應所(suo)(suo)需(xu)的(de)(de)密度、溫度和(he)能(neng)(neng)(neng)量約(yue)(yue)(yue)束(shu)(shu)(shu)諸條(tiao)件以外，工程上(shang)(shang)的(de)(de)等離子(zi)(zi)體(ti)控(kong)制、耐(nai)輻照材料、遠(yuan)距離維(wei)修等問題尚需(xu)進行(xing)很多研(yan)究。

2006年(nian)(nian)(nian)11月21日。這是(shi)值得記錄的(de)(de)日子。國際熱(re)棱聚(ju)(ju)變(bian)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)反(fan)應堆計(ji)劃(hua)協議在(zai)(zai)法國巴黎簽署。這是(shi)人類(lei)探索聚(ju)(ju)變(bian)能源開發的(de)(de)歷(li)史(shi)性時(shi)刻。總投資100億歐元，實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室建(jian)在(zai)(zai)法國；這是(shi)一次大型國際合作(zuo)，歐盟、中國、美國、日本、韓國、俄(e)羅斯和印度(du)參加，成(cheng)果平等共享；計(ji)劃(hua)歷(li)時(shi)35年(nian)(nian)(nian)（10年(nian)(nian)(nian)建(jian)成(cheng)，20年(nian)(nian)(nian)試驗(yan)(yan)(yan)運行，5年(nian)(nian)(nian)停運關(guan)閉）；計(ji)劃(hua)新建(jian)一座圓(yuan)環型磁懸(xuan)浮(fu)實(shi)(shi)(shi)驗(yan)(yan)(yan)室。把聚(ju)(ju)合反(fan)應堆置(zhi)(zhi)(zhi)于(yu)其中。該(gai)裝置(zhi)(zhi)(zhi)可(ke)望在(zai)(zai)2020年(nian)(nian)(nian)完成(cheng)，預計(ji)到下半世紀(ji)可(ke)能實(shi)(shi)(shi)現(xian)聚(ju)(ju)變(bian)能商用示(shi)范裝置(zhi)(zhi)(zhi)。

聚(ju)變(bian)(bian)(bian)能(neng)源比裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)(dui)的(de)優點是：（1）裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)核(he)(he)燃(ran)料(liao)鈾和釷(tu)的(de)儲(chu)量仍然(ran)有限，氘(dao)(dao)氚聚(ju)變(bian)(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)以(yi)海水(shui)中(zhong)的(de)氘(dao)(dao)為燃(ran)料(liao)，1L海水(shui)所含的(de)氘(dao)(dao)可(ke)釋放(fang)(fang)約7500MJ聚(ju)變(bian)(bian)(bian)能(neng)，相當于230L汽(qi)油(you)或250kg煤，可(ke)期望一勞永逸(yi)地解決能(neng)源資(zi)源問(wen)題；（2）聚(ju)變(bian)(bian)(bian)核(he)(he)燃(ran)料(liao)價格(ge)便宜，可(ke)使發電成本大(da)大(da)降(jiang)低，促進經濟的(de)發展；（3）特(te)別安全，不(bu)會發生像裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)反(fan)(fan)應(ying)堆(dui)(dui)超臨界或燃(ran)料(liao)融(rong)化等(deng)事(shi)故，也(ye)沒有裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)產物污染環境的(de)問(wen)題；（4）放(fang)(fang)射性廢物的(de)數(shu)量大(da)大(da)減(jian)少，沒有長(chang)壽命放(fang)(fang)射性核(he)(he)素，較(jiao)易處置；（5）有可(ke)能(neng)實現將等(deng)離子體帶電粒子中(zhong)的(de)能(neng)量直接(jie)轉變(bian)(bian)(bian)為動力(li)，其熱效(xiao)率高達90%，使熱污染問(wen)題大(da)為減(jian)輕。此外(wai)，如同(tong)裂(lie)(lie)變(bian)(bian)(bian)堆(dui)(dui)，它也(ye)不(bu)產生大(da)氣(qi)污染，不(bu)排放(fang)(fang)溫(wen)室氣(qi)體。