主题：聚变PK裂变 -- tojinge

氢弹能量当然主要来自氢聚变了。但是要发生氢聚变，铀就得先临界。所以氢弹做得太小，就以裂变为主要能量了，但是如果氢弹做得很大，聚变就出于主导地位。这篇文章的作者给出的他计算，裂变占10%，聚变占90%。

前面讨论的都是裂变的东东。聚变东东咱们也试着讨论一下。说起聚变有两条路，一条路是惯性约束法，另外一条路是磁约束法。从上次美国国家点火实验看来，激光点火的惯性约束法失败了，点火所需的能量远高于大家预期。而以托卡马克为代表的磁约束法，中国EAST在高歌中猛进。中国有望成为“希望国”。

以下是拷贝百度百科的

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、真空室、磁、线圈。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。

二战末期，前苏联和美、英各国曾出于军事上的考虑，

托卡马克内部

http://baike.baidu.com/picview/25094/25094/0/55a628d1ade352589a50270b.html

一直在互相保密的情况下开展对核聚变的研究。几千万、几亿摄氏度高温的聚变物质装在什么容器里一直是困扰人们的难题。二十世纪五十年代初期，前苏联科学家提出托卡马克的概念。托卡马克（TOKAMAK）在俄语中是由“环形”、“真空”、“磁”、“线圈”几个词组合而成，这是一种形如面包（多纳）圈的环流器，依靠等离子体电流和环形线圈产生的强磁场，将极高温等离子状态的聚变物质约束在环形容器里，以此来实现聚变反应。

1954年，第一个托卡马克装置在原苏联库尔恰托夫原子能研究所建成。当人们提出这种磁约束的概念后，磁约束核聚变研究在一些方面的进展顺利，氢弹又迅速试验成功，这曾使不少国家的核科学家一度对受控核聚变抱有过分乐观的态度。但人们很快发现，约束等离子体的磁场，虽然不怕高温，却很不稳定。另外，等离子体在加热过程中能量也不断损失。

1985年，美国里根总统和前苏联戈尔巴乔夫总统，在一次首脑会议上倡议开展一个核聚变研究的国际合作计划，要求“在核聚变能方面进行最广泛的切实可行的国际合作”。后来戈尔巴乔夫、里根和法国总统密特朗又进行了几次高层会晤，支持在国际原子能机构（IAEA）主持下，进行国际热核实验堆（ITER）概念设计和辅助研究开发方面的合作。这是当时也是当前开展核聚变研究的最重大的国际科学和技术合作工程项目。1987年春，IAEA总干事邀请欧共体、日本、美国和加拿大、前苏联的代表在维也纳开会，讨论加强核聚变研究的国际合作问题，并达成了协议，四方合作设计建造国际热核实验堆。

1990年，中国国家科学院等离子所兴建大型超导托卡马克装置，得到俄、美、欧盟等机构、专家大力的支持。特别是俄罗斯科学家，世界聚变研究最具权威的俄罗斯国家研究中心卡多姆采夫教授，成为装置建设的“经常性技术指导”。

1993年HT－7建成，中国成为世界上俄、法、日（法国的Tore－Supra，俄罗斯的T-15，日本的JT-60U）之后第四个拥有同类大型装置的国家。中国在装置相关的超导、低温制冷、强磁场等研究都登上新的台阶。

1993年12月9日和10日，美国在TFTR装置上使用氘、氚各50%的混合燃料，使温度达到3亿至4亿摄氏度，两次实验释放的聚变能分别为0.3万千瓦和0.56万千瓦，大约为JET输出功率的2倍和4倍，能量增益因子Q值达0.28。与JET相比，Q值又得到很大提高。

1997年9月22日，联合欧洲环JET又创造输出功率为1.29万千瓦的世界纪录，能量增益因子Q值达0.60，持续时间2秒。仅过了39天，输出功率又提高到1.61万千瓦，Q值达到0.65。

1997年12月，日本方面宣布，在JT－60上成功进行了氘－氘反应实验，换算到氘－氚反应，Q值可以达到1.00。后来，Q值又超过了1.25。在JT－60U上，还达到了更高的等效能量增益因子，大于1.3,它也是从氘－氘实验得出的结果外推后算出的。

2000年，HT－7实验放电时间超过10秒，标志中国在这重大基础理论研究领域中进入世界先进行列。

2002年1月28日，在中国成都的核工业西南物理研究院与合肥西郊的中国科学院等离体物理研究所，基于超导托卡马克装置HT－7的可控热核聚变研究再获突破，实现了放电脉冲长度大于100倍能量约束时间、电子温度2000万摄氏度的高约束稳态运行，中心密度大于每立方米1.2×1019，运行参数居世界前两位。本轮实验有来自美、日等14个研究机构的18位外籍专家参与。

2006年，中国新一代“人造太阳”实验装置（EAST）实现了第一次“点火”——激发等离子态与核聚变。很快，它就实现了最高连续1000秒的运行，这在当时是前所未有的成就。

EAST

EAST

2012年04月22日，中国新一代“人造太阳”实验装置（EAST）中性束注入系统（NBI）完成了氢离子束功率3兆瓦、脉冲宽度500毫秒的高能量离子束引出实验。本轮实验获得的束能量和功率创下中国国内纪录，并基本达到EAST项目设计目标。这标志着中国自行研制的具有国际先进水平的中性束注入系统基本克服所有重大技术难关。

中国的EAST牛在啥地方，一句话概括的好，世界上第一个非圆截面的超导托卡马克实验装置。这里有两个关键词，一个是非圆截面，第二个是超导。

在非圆截面下，等离子体的位形更好。超导的意义更大，可以说没有超导就没有托卡马克的未来。因为托卡马克需要大电流生成大磁场，大电流在普通导体中会因为电阻而生成大量的热能损耗，一个是破坏线路（类似短路），二是造成大量的能耗。所以必须是超导。如果不是超导的话，只能以脉冲电流来约束等离子体。

EAST能取得1000S的放电电流，其超导构造是起着重要作用的。

未来的ITER也将是非圆截面和超导两项指标的。EAST成为了ITER技术验证的实验装置。

从总体效率上讲，还不如早期的电磁分离

扩散法、离心法目前来看是效率最高、最适合大规模工业生产的

需要关注的两项新技术：膜分离、干法分离

要等到退潮了才能知道谁在果泳

但目前的开采不如直接开采富铀矿

先介绍一下超导的知识

人们把处于超导状态的导体称之为“超导体”。超导体的直流电阻率在一定的低温下突然消失，被称作零电阻效应。导体没有了电阻，电流流经超导体时就不发生热损耗，电流可以毫无阻力地在导线中形成强大的电流，从而产生超强磁场。

超导材料按照超导温度分为高温超导和低温超导。

低温超导材料（low temperature superconducting material）

具有低临界转变温度（Tc<30K），在液氦温度条件下工作的超导材料。分为金属、合金和化合物。具有实用价值的低温超导金属是Nb( 铌 )，Tc 为9.3K已制成薄膜材料用于弱电领域。合金系低温超导材料是以Nb为基的二元或三元合金组成的β相固溶体，Tc 在 9K 以上。最早研究的是NbZr合金，在此基础上又出现了 NbTi合金 。NbTi 合金的超导电性和加工性能均优于 NbZr 合金 ，其使用已占低温超导合金的95% 左右 。NbTi 合金可用一般难熔金属的加工方法加工成合金，再用多芯复合加工法加工成以铜（或铝）为基体的多芯复合超导线，最后用冶金方法使其最终合金由β单相转变为具有强钉扎中心的两相（α+β）合金，以满足使用要求。化合物低温超导材料有NbN (Tc=16K)、Nb3Sn ( Tc=18.1K) 和 V3Ga（Tc=16.8K）。NbN多以薄膜形式使用 ，由于其稳定性好 ，已制成实用的弱电元器件 。Nb3Sn是脆性化合物 ，它和V3Ga可以纯铜或青铜合金为基体材料，采用固态扩散法制备 。为了提高 Nb3Sn（V3Ga）的超导性能和改善其工艺性能，有时加入一些合金元素，如Ti、Mg等。

超导体由于其临界温度在液氮温度（77K）以上，因此通常被称为高温超导体。液氮温度以上钇钡铜氧超导体的发现，使得普通的物理实验室具备了进行超导实验的条件，因此全球掀起了一股探索新型高温超导体的热潮。1987年底，我国留美学者盛正直等首先发现了第一个不含稀土的铊钡铜氧高温超导体。1988 年初日本研制成临界温度达110K的铋锶钙铜氧超导体。1988年2月盛正直等又进一步发现了125K 铊钡钙铜氧超导体。几年以后（1993年）法国科学家发现了 135K 的汞钡钙铜氧超导体。

高温超导体包括四大类：90K的稀土系，110K的铋系，125K的铊系，和135K的汞系。它们都含有铜和氧，因此也总称为铜氧基超导体。它们具有类似的层状结晶结构，铜氧层是超导层。高温超导体已经取得了实际应用，开始为人类造福。例如，钇钡铜氧超导体和铋系超导体已制成了高质量的超导电缆。而铊钡钙铜氧超导薄膜制成的装置，早在上世纪末就安装在移动电话的发射塔中，增加容量，减少断线和干扰。

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那么EAST和ITER用的是什么超导体呢？

取消了高速运动部件，也没有膜这么罗嗦的事。

等离子体正常的或自然的被约束状态应是什么样的截面呢？球状闪电？还是说自然的就是应该散开掉。

送花成功。感谢：作者获得通宝一枚。

作者，声望:1；铢钱:16。你，乐善:1；铢钱:-1。本帖花:1

作者加油，继续多写。

万院士的视频：

http://v.163.com/special/cuvocw/hejubian.html

这个东西据说要出口巴基斯坦了，它和AP1000是什么关系？

AP1000的山寨版叫CAP1000.ACP-1000是中国自己参照AP1000和俄罗斯的田湾，自己设计出的第三代压水堆。

同心圆截面工程上简单，但不稳定性较难控制，导致约束降低。

早期装置的截面都是同心圆。