1樓：劍聖
核聚變出於興趣愛好了解了億點，當然沒那些大佬豐富，普通用高中物理解釋一下
一億度的等離子體是磁懸浮在環形軌道上的，沒直接接觸內壁材料，不會貼著燙
空氣隔熱，更別說真空了
內壁材料有強力製冷裝置，熱輻射過來的熱量會很快吸走所以內壁材料沒有到熔點，不會化
2樓：分析者
據我所知，這是核聚變發電技術無法突破的主要技術難題。
目前的解決方案好像是用磁場約束，因為磁場不是實體，所以沒有承受最高溫度上限的問題。
但是似乎，想要用磁場約束住上億溫度的核聚變核心反應點，技術難度也很大。
而且在磁場之中，穩定的點火和投料難度同樣大。
這就是為什麼核裂變發電商業化已經超過60年的今天，核聚變發電的實驗基礎還沒有任何一台能夠做到發電量高於耗能。
即目前的核聚變實驗機組，約束用的磁場和點火所消耗的能量高於核聚變產出的能量。
似乎，就連持平的都沒有。
而且需要注意的是，目前全世界的核聚變實驗機組，都使用的是氘和氚（氫的同位素）來進行核聚變。
氘氚核聚變的燃點遠遠低於氫。
也就是說，就算現在的核聚變反應技術獲得了突破實現了實用化。人類也依然需要滿世界的尋找並提取燃料-------宇宙內近乎於無窮無盡的氫依然無法被人類所利用。
當然，氘和氚在太陽系的儲量遠遠高於核裂變所需的鈾等放射性元素。
3樓：固執的拾荒者
狹小的空間幾乎不可限制住核聚變的能量，我建議核聚變裝置放到月球上去（反正那邊原料也現成）.....能硬抗一億度高溫的物質估計只有太陽內部才有...
4樓：肉喵喵
可控核聚變裝置有兩種型別，一種是托卡馬克，一種是仿星器。
理論上講，無論什麼材料都難以承受核聚變產生的高溫。因此，這類裝置的設計思路其實都是如何不讓裝置材料直接與聚變高溫區域接觸。而這兩類裝置採用的方法都是用場來限制聚變高溫區域。
托卡馬克是利用很多束在空間方位上均勻分布於各個角度的雷射產生的光壓來使核聚變材料束縛在中間。
仿星器是利用環形的電磁場使得聚變材料被限制在乙個環流內，從而達到束縛的目的。
這兩類裝置目前的問題都是一致的，那就是無法保證核聚變過程中對聚變的核燃料的有效束縛。可能核聚變最初一段時間裡還能維持，但到了中後期，肯定會變得混亂。
5樓：RaikkonenYun
這個問題要用乙個特別特別特別
高(jian)深(dan)的知識點
你家的鍋是怎麼承受住火焰的？空鍋放在燃氣灶上燒，燒不化起碼也能燒壞。裡面放上水就不會壞了。
核聚變裝置只是反過來，火焰在鍋裡，水在鍋外面。
6樓：夜月風拂樹
哎，我們地球其實處在太陽圈裡面，而太陽圈裡面可不是完全真空，有眾多太陽大氣洩露出來的等離子體，計算出的溫度可是超過一萬度的，也就是說地球的外大氣層應該有一萬度以上。
但是由於等離子體過於稀薄，人類進入太空以後是只會覺得冷不會覺得熱的。
溫度這玩意說白了就只是粒子平均動能而已，你不告訴我粒子密度、流強等等詳細資料，我是計算不出它能在撞到的外壁上釋放多少能量的。
等離子體裝置也一樣，雖然你粒子平均動能高，但我控制你的密度和流強，那麼能釋放到外壁上的能量就很少，再一算比熱容，可能一度都公升不上去
7樓：
太陽表面有幾千度高溫，行星們是怎麼承受的 ？
離得遠啊！
粒子加速器裡面經常有百千萬度的高溫，這已經是地球材料無法承受得了，但是沒關係，熱輻射隨距離衰減也是距離的二次方倍（但是和引力不一樣，它會因熱傳遞衰減），粒子級別的小核心其熱量散步到加速器通道壁上或感測器上就沒多少了。
熱核反應也是差不多的原理，核心很熱，但是距離稍遠就接收不到多少熱量了。束縛反應區，不要讓它碰到容器壁，是未來的熱核發動機最重要的技術專案之一。
8樓：123
第一，核聚變裝置使用托卡馬克磁約束裝置將高溫等離子體約束在裝置中，高溫等離體子不會直接接觸到裝置內壁。
第二，高溫等離子體溫度高但密度小，換句話講，溫度高但能量小。低密度的高溫等離體子是不會破壞掉裝置內壁的
9樓：
首先說，對於未來聚變堆，已目前技術手段來說，熱負荷問題是個開放問題，即還沒有被解決。下面說明和強調幾點。
未來托卡馬克聚變裝置，芯部等離子體溫度大約是20keV，2億度了，因為在這個溫度下氘氚聚變反應速率非常高。但是密度從芯部到第一壁是降低的，這是約束的問題。加熱的時候主要加熱芯部，所以熱源在芯部，通過擴散方程很容易得到大致溫度剖面。
偏濾器處等離子體在脫靶情況下溫度大約是20eV，也就是比芯部降低了三個數量級。
不是所有熱量均勻打到第一壁，現在托卡馬克裝置專門用來處理熱流的部件是偏濾器，偏濾器面積要小於第一壁面積的十分之一，但是總熱流的大約二分之一都要打到偏濾器（資料是大致估算。。。）。所以偏濾器的熱流密度要比第一壁的高很多。
ITER偏濾器熱流參考值是穩態10MW/m2，瞬態20MW/m2，這個應該也是目前材料的極限了。
ELM（邊緣局域模）問題，上面說的20MW/m2主要說的就是ELM情況，邊緣不穩定造成的，週期性的，大量熱和粒子排出的現象。ELM根據幅度和頻率分不同型別，頻率大和頻率低的第一類ELM危害最大，現在模擬和理論估算，如果存在第一類ELM的話，ITER的偏濾器是受不了的，所以還需要繼續研究。可能的途徑是，尋找無ELM的H模或者類似EAST的grassy ELM（幅度很小，頻率高）等其他執行模式。
密度問題，有答主已經說了，托卡馬克中的等離子體密度要比大氣密度低好幾個數量級，哪怕ITER CFETR也是，所以熱效應自然要比大家想象的低。密度分布的話，芯部密度高，越向外越低，但是由於脫靶問題，密度會在偏濾器區域增加不少。從芯部到偏濾器區域總體趨勢的話，密度先降低再增加。
高能粒子問題。首先，背景的氘氚離子在穩態執行的過程中（不考慮大ELM和破裂等），打到器壁的時候溫度大約在幾十eV，不應該作為高能粒子考慮。不過NBI加熱會產生高能的氘氚，但這個主要為了加熱芯部等離子體，所以應該不會大量跑出去，不然就不能加熱了。。。
我覺得高能粒子主要是氘氚聚變的兩個產物，中子和alpha粒子（即氦核）。中子不與等離子體相互作用，直接打到第一壁，而且能量比alhpa高，所以中子問題應該是第一壁材料的首要問題，現在研究高能氘氚是不是模擬中子影響呢？alhpa粒子的話，很多能量會用來加熱背景等離子體，即自加熱問題，這是未來聚變堆穩態長時間執行的關鍵。
但是，由於alhpa粒子能量高，迴旋半徑大，會有一定比例損失到第一壁（主要是第一迴旋軌道的損失），這部分高能alpha粒子的通量貌似也不小，大連理工大學的乙個師兄在模擬研究這個問題，以後應該能模擬給出具體的比例和通量。
約束問題。現在約束、輸運、湍流、平衡、不穩定性等的研究都是基於現有非氘氚聚變等離子體，未來聚變堆這些問題會不會有很大差別？會不會出現新的物理？
不太好說。現在王曉鋼老師帶領大家做聚變堆整合建模，主要是第一壁以內，我參與PWI部分，要考慮氘氚聚變的影響。如果約束變了，熱通量也會變。
ITER和CFETR，我覺得聚變堆能否順利實現， 主要還是看ITER和CFETR這種能夠進行氘氚聚變反應的裝置，尤其CFETR。因為ITER不具備完整的包層，只有測試包層。包層是用來增值氚的部件，這個問題對聚變堆是重點的重點，沒有氚一起都白扯。。。
總之，希望和挑戰並存，還是需要大量人才來投身聚變事業的。
10樓：與君同消萬古愁
我是物理系畢業的是學渣, 基本上可以假設您和我的水平不會有太大差距, 都是物理渣. 常識來說太陽就是典型的核聚變反應, 我們之所以沒有被烤焦, 就是因為距離和能量. 回到您所說的核聚變裝置怎麼承受一億度高溫, 答案還是很簡單的, 距離和能量.
一億度高溫的是等離子體, 你就當是磁懸浮的, 不和物理容器接觸, 其次呢, 能量很低, 簡單來說就是無法當成能源來利用. 回答很粗糙, 不過基本原理就是這樣, 再高深的理論, 其實基本原理都是很簡單的.
11樓：金茂獅王
我是神光II畢業的。但是這是乙個系統性的大工程，說實話，有很多細節性的東西我也不懂。我的專業具體是雷射透鏡方面的，材料偏化學方向。
網上找了乙個圖，沒找到神光II，是神光III的。我們叫靶場，乙個直徑兩公尺多高的大圓球（神光III這個圓球連線的真空管道的密封性是我花了乙個多月測試的）
這個大圓球是真空的。多束雷射同時照射進去，打在非常小的靶丸上，通過慣性約束，實現核聚變。反應的靶丸距離內壁材料至少有一公尺以上。
以上回答不涉密
12樓：可樂
高強磁場磁約束
那個最基本公式就是你高中學的帶電粒子的洛倫茲力公式F=BQV
F為向心力，高能帶電粒子約束在巨大的磁場中，沒有什麼實體阻隔裝置
13樓：愚者
托卡馬克裝置約束一億度高溫是磁約束，也就是說，真正接觸一億度的地方，沒有任何固體存在的。真正到了固體的承溫邊界，等離子體的溫度已經遠遠沒有那麼高了。
14樓：
現有的核聚變裝置有一說一
方向錯了感知不強
核聚變只有在太空中試驗才會有技術性突破
至於為什麼我們頭頂上乙個巨大的參照物已經告訴了答案但是現有的空間站技術達不到技術要求
在地球試驗
因為重力的限制
只能進行磁約束
一萬年也成功不了
除非出現反重力裝置
在太空中就沒這個問題
還是先大力發展空間技術為好
現有的核聚變探索都是浪費錢
方向錯了
感知不強
15樓：以為很認真
大神都來認真解釋了，我就來個普通解釋。
沒有材料，實際接觸到了，1億度的高溫。發熱核心被磁力，固定在空中。所以材料接觸到，是大幅衰減後的溫度。所以可以承受。
16樓：貓間失格
Iter不是早就製作出托馬環了嗎？結果測試了一下，維護超導線圈和其他元件需要的電能遠遠大於「理論」輸出的電能，也就是說Iter造的東西耗費數十億美元，沒發一度電，結果發現我用核聚變發一度電要投入十度電進去？
最後美國佬已經從該專案裡撤資了
ps：我認為人類發展核電的科技樹點歪了，用核能燒水和用煤炭燒水都是燒水，應該研究一下有沒有不燒水的發電方法。
17樓：「已登出」
我記得好像在哪看過，有兩種，
主流一種是利用磁約束裝置，這種裝置有閉合磁力線的磁場，帶電粒子只能沿磁力線運動，粒子以一種「懸空」的方式存在於裝置的內部，將高溫與裝置隔離開來，但好像還是會有一些粒子逃脫約束，但因為逃脫過程做功用掉一些熱量，再來只有少數粒子，對裝置的影響也不會太大
另一種我忘了，只是因為高二有興趣查了好多資料，要是說錯了各位大佬手下留情
應該就這圖一樣
這樣吧，懸空著，所以不需要可以耐住1億度高溫的裝置
在可控核聚變裝置問世但成本極高的條件下，假設人類文明位於火星同步軌道的太空城群，如何採集資源？
wdq4587 太空城要什麼核能？太陽能就夠了，一年天天24小時都有，又不象地球上。如果離太陽比較遠，可以用薄膜反射鏡聚光，太空建造的薄膜會非常輕的。人類現在發的探測器都是從地球直接發射出去的，不是太空造好再發往深空，搞個大太陽能電池摺疊不方便，所以有些用核熱電池。 大熊 大規模大陽能矩陣啊，地面也...
磁約束核聚變裝置小型化的難點，是否主要在於反應溫度與離子自由度的關係？
小侯飛氘 超導材料應該是制約托卡馬克小型化的乙個重要因素 當然肯定不止這乙個制約因素 托卡馬克的功率密度正比於磁場強度的四次方，也就是說，只要把磁場強度提到原來的2倍，就能把等離子體體積縮小至原來的1 16。近些年建設的托卡馬克大都是用超導材料來維持強磁場 合肥的EAST就是全超導托卡馬克 但大部分...
如果人類掌握可控核聚變世界會怎麼樣？
小美人樸實金鵬 時空管理者 不怎麼樣，比較陋！我記得有個理論，這個能量利用方式還不怎麼先進。我記得這個理論是這樣的 火能的利用是化學分子能，分子級利用！核聚變是原子能，原子級利用！哪天能突破原子級運用，達到夸克級，哪就牛批了！ 記者詹清源 新一輪科技革命正蓬勃興起，能否洞察科技發展的未來趨勢，能否把...