1樓：licanjian
可控核聚變想要達到完美應用，肯定需要科學原理進一步完善。有乙個很重要的研究：對中子衰變的研究。就對核聚變有很重要的意義。
2樓：羅慟羅
科學方面已經足夠，目前主要問題是技術層面。
如果有乙個磁控場內的特殊氣輪機，既有足夠的空間、密度、溫度讓一定規模的聚變發生，又有控制能力讓聚變產生的高溫離子朝既定的方向宣洩，那我們就實戰了可控核聚變。
但是，這個特殊的汽輪機怎麼製造？
3樓：
主要都是應用技術方面的障礙。
個人淺見，應用技術障礙主要是在兩部分：聚變三重積的提公升，反應堆自持。
聚變三重積的提公升
理論上，聚變三重積是指反應物質密度，反應溫度和約束時間的乘積，也就是n T τ 三者的乘積。目前的結論是當聚變三重積的值小於10的22次方時，聚變投入的能量大於聚變產出的能量，沒有意義。聚變三重積能被拉得越高那麼聚變能的收益越大。
其實，真正影響聚變效率的是反應截面，也就是等離子體之間互相碰撞的概率。而影響碰撞概率的因素就是聚變三重積。等離子體密度n 越大那麼等離子體之間碰撞的概率越高，就好比你在春運期間被踩腳的概率遠大於你平時坐火車被踩腳的概率；等離子體溫度T 越高代表等離子體的活躍度越高，溫度本身反映的就是粒子運動的劇烈程度，粒子越活躍那麼碰撞發生聚變的可能性就越高。
好比雖然是春運，如果大家都安靜的坐著等車也不容易被踩腳，真正有風險的是大家都走起來上下火車的時候，提高溫度就是讓粒子都會約起來；τE代表的是等離子體約束時間，就是能讓等離子體在一定密度、溫度下維持狀態的時間。這是約束時間而不是反應時間。反應時間應該比約束時間長。
反應截面n · T . τE )
聚變功率：P ∝ σ ∝ ( n · T . τE )
聚變能量：E = 聚變功率P x 聚變燃燒時間T燃燒
說完了理論說實踐。在實際技術領域，如何提公升聚變三重積呢？下面分別來說：
直接提公升聚變物質密度這件事不太好實現，因為聚變物質密度高了以後對約束磁場也會提出比較高的要求，目前聚變物質密度非常的稀薄，等離子體一般都是大氣壓的百萬分之一這個量級的。但是人們通過改造托卡馬克裝置的構型，提公升聚變反應概率。將純圓形的托卡馬克腔室改為了中間粗兩邊細的樣子，俗稱大拉長。
這種大拉長有利於改善約束效能和加料、卸料。
在提公升粒子溫度方面，主要有以下幾種加熱方式：歐姆加熱、壓縮加熱、波加熱、中性粒子束加熱。為了實現聚變點火的溫度，需要多種加熱手段並用。
歐姆加熱就是傳統的電能轉熱能的方式；壓縮加熱是通過提公升反應物質密度提公升溫度的辦法，類似你給自行車打氣打完之後氣筒也很熱的原理；波加熱類似微波爐，利用粒子共振增強粒子運動的劇烈程度提公升溫度。
在提公升約束時間方面，人們嘗試採用高溫超導技術構建電磁場的方式，讓磁場強度達到5個特斯拉的強度。這樣可以更好地約束高溫等離子體的運動。因為這麼強大的電磁場，如果用傳統的導線，能耗和散熱都是很大的問題。
反應自持反應物質投料和卸料。要讓聚變反應持續的進行，就必須要設計投料口。把從海水中提煉出來的氫的同位素氘加註到反應腔室中，反應腔室是真空的，且有強大的磁場約束著。
外部的氚是加熱變成等離子體再注入還是注入後靠腔室加熱變成等離子體？等等這些問題都需要解決。還有就是氘氚反應會生成氦、熱量和中子。
氦需要從反應腔中解除安裝掉，這東西相當於「爐渣」。因此，需要為反應堆設計結構複雜的偏濾器。偏濾器的設計和實現是核聚變研究的重要工程課題！
氚的自持。 氘氚反應不僅需要海水中提煉的氘，還需要氫的另一種同位素氚。氚這種物質自然界沒有，需要通過核裂變反應堆生產。
初始狀態下，氘氚等離子體注入反應腔室開始聚變反應，生成氦作為爐渣解除安裝掉，同時生成的中子需要利用起來，讓中子擊中反應腔內部包層的鋰6，通過中子轟擊鋰6生成氚，進而讓氚繼續和氘進行反應形成氚自持的迴圈。但是，中子不帶電，磁場沒法約束中子，怎麼控制高速中子的散射其實也是問題。
自動化控制。 因為氘氚反應生成的中子會打到內部包層，同時也會導致鋰6的消耗和金屬的脆化。在一定時間後，內部包層將無法生產足夠的氚也會導致反應腔的洩漏。
於是反應腔內部包層需要自動化的裝置去更換包層。真空、強磁場，大量高速中子噴射環境，人是進不去的。
內部包層的設計。 核聚變反應中內部包層不但需要吸收中子生產氚，還需要將熱量轉移出來去加熱水。同時這種包層材料還能便於更換。這涉及到的學科可就多了去了。
核聚變的理論是非常清楚的，大的理論就是幾個：
小於鐵的元素，在發生原子核合併時會導致質量虧損
質量虧損是可以轉化為能量的，詳見愛因斯坦狹義相對論：E = MC
氘氚反應公式：21H(氘)+31H(氚)→42He(氦6)+10n(中子)+17.6MeV(能量)
聚變三重積 n · T . τE 決定了反應堆功率，俗稱定標率。
4樓：
科學問題和技術問題都存在。
科學原理方面的困難不是說具體的核反應的細節不懂，tokamak裡的物理從還原論角度說的話，主要是經典牛頓力學就可以了，一些極端情況需要相對論，不存在超過這些的物理。tokamak等離子體物理存在的科學問題主要是湍流這種自組織現象的機理不是很清楚，而且涉及的方面太多，時間尺度和空間尺度跨越太大，總之很複雜。
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