主题：聚变PK裂变 -- tojinge
另外老兄能否介绍一下ACP-100小堆？貌似这东西会成为中国核电的重要发展方向。
它现在还停留在图纸上，不知道它究竟怎么样。AP1000也是只是在建设中，至于出什么问题，都很难说。
ACP100？低功率确实容易做安全一些。
但是，以前有一种说法是小堆不符合规模效应，发电成本相对来说太高。除非，象高温气冷堆一样，在设计上有所突破。目前业内也流行设计小堆，希望能在设计上实现模块化和简洁化设计，但是成本问题依旧是一个问题。
至于ACP100究竟咋样，确实不是很了解。
[FLASH]http://player.56.com/v_ODE2MDE1MzM.swf[/FLASH]
as prof 王晓钢 said, with "托卡马克" model, 引起边缘输运垒的原因至今仍不是很清楚, although there have been some "topology" physics models in the field;
kind of like GR or gauge field theory, all great models, but when applied in calculations, a long way to go, with one of issues being "量子化".
1.
简说H-模
by 王晓钢, one of the top Chinese scientists in the field, you are likely very familiar with his work.
http://blog.sciencenet.cn/blog-39346-384937.html
有网友问“何为H-模”？
等离子体物理的一个特点就是“模”（mode）非常多：有表示波动模式的各种“简正模”（normal modes）和“本征模”（eigenmodes）；有表示不稳定性的各种模式，最著名的比如扭曲（撕裂）模和交换（气球）模；更有表示不同放电形式或者运行方式的“模”，比如大气压辉光放电的所谓“a-模”和“g -模”。特别是托卡马克等离子体的“H-模”和“L-模”——其中H是High之意，L是Low之意。
这里“H-模”和“L-模”都是运行模式（operation mode）：“H-模”是“high-confinement mode”，“L-模”则是“low-confinement mode”。
H-模是1980年代末在德国的ASDEX上最先看到的：在托卡马克等离子体边缘处形成自组织的、非常高的压强（温度、密度）梯度（被称为边缘输运垒——edge transport barrier，ETB），使得 “主体等离子体”（core plasma）的温度、密度成倍增加，等离子体能量约束大大改善。目前世界上主要的先进托卡马克上都看到了H-模放电。基于H-模的ITER设计，预计经费比原来基于L-模的设计大约减少一半。
H-模等离子体边缘很薄的区域里很大的压强梯度，导致称为“边缘局域模”（edge localized modes，ELM）的不稳定性。这种不稳定性是H-模放电的特征，所以H-模又被称为“ELMy H-mode”。
引起边缘输运垒的原因至今仍不是很清楚。这是当前等离子体物理研究的重要前沿之
[1]刘健 2010-11-19 15:06 ELM is dangerous to the wall. It is found that Lithium coating will improve this significantly.
博主回复：美国人认为ELM是很严重的问题。欧洲也有人附和。ITER延期的主要ISSUES之一就是ELM问题。但是实际情况可能没有那么严重（特别是如果偏滤器处理好了）。而且ELM对于排灰是必要的。
Edge Plasma 的问题是聚变等离子体的关键问题之一。值得很好研究。国家基金委资助了一个重大项目，就重点研究这方面的问题。
2.
I-模
"Better Fusion Plasma Operating Scenarios are Being Explored and Extended on the Alcator C-Mod Tokamak
Recent experiments on Alcator C-Mod have investigated an improved confinement regime, called “I-Mode”, expanding its operational range and pointing toward its applicability on future devices"
I-Mode is an attractive tokamak operational regime, combining the high energy confinement and edge thermal barrier of H-mode, with the low particle confinement of L-mode, avoiding impurity accumulation and the need for ELMs to expel particles; ELM divertor heat fluxes are an issue of great concern for ITER.
http://science.energy.gov/fes/highlights/2012/fes-2012-10-d/
.
看上去和托卡马克好像没什么本质区别。那为什么还要另叫一个名字？
托卡马克是环状磁场，等离子体围绕着中心转圈。仿星器的等离子体不但围绕中心转圈，而且本身还成螺线状旋转。从稳定角度，仿星器更为稳定，想想陀螺吧，但是部署线圈太复杂。
托卡马克用的超导体是NbTi NbSn,有万元熙的PPT为证：）
图上的线材就是NbTi。也可以参见http://www.c-wst.com/js.asp。
从前面的论述，我们知道这是一种低温超导体，也就是说氦冷。
万元熙老师还提到了，中国为ITER另外一个重大贡献，就是把高温超导体用于低温超导体的馈线，也就是连接普通电线和低温超导体之间，参见下图。
这个低温和高温虽然就是几十K的差距，但是运行成本可就差远了，氦冷的成本远高于液氮，估计有十倍的差异。万元熙也谈到，中国首创用高温超导体做馈线，可以为ITER每年节省1千万美元的运行费用。用高温超导体做馈线也是经过EAST实验。难度非常大，因为高温超导体一端连着普通导线，另外一端连着低温超导体，温度要跨越200多度。但是中国科研人员攻克了这个难关，并且为ITER提供了新的思路。
但是，为什么不用高温超导体直接替换低温超导体呢？岂不大幅度降低托卡马克的成本呢？
金属对金属也能“腐蚀”
液态的金属在固态金属表面会形成“合金”，导致不同的相，有不同的物性，会从原来的金属表面剥离，典型的是所谓“汞齐”
另外就是铅和其它金属会有电化学腐蚀
熔盐堆也可以烧铀235，当然也可以用于铀238增殖产生钚239
但是，能烧铀235的堆型多了，熔盐堆难度大，没必要用熔盐堆了
生产钚239是危险的，钚239是很好的核炸药啊，核扩散的阴云太浓了
别的堆型也可以烧钍，熔盐堆是最适合而不是唯一
钍其实不是直接燃烧，和铀238一样，是靠烧铀235多出来的中子增殖生产核燃料，不过不是大家都担心的钚239，而是铀233
铀233和铀235一样，可以烧
理论上，铀233和铀235、钚239一样也可以造核弹
但钍232在吸收1个中子产生钍233后的伽马放射性比铀238在吸收1个中子产生铀239后的伽马放射性强很多，造成反应堆构建的要求高、寿命短，辐射屏蔽要求高
而且，作为放射性标示，很容易被发现
烧钍的优越性在于钍资源，就全球分布而言，铀在地壳内含量是百万分之二，即2ppm。而钍的含量大约是铀的2-3倍，在中国大约是6倍以上。
现在看看可以了么
铜氧化物高温超导体主要有四大类: Bi 系( BiSrCaCuO，BSCCO) 、Y 系( YBaCuO，YBCO) 、Tl系( TlBaCaCuO) 、Hg 系(HgBaCaCuO) ，它们的临界温度都在77K 以上，可以工作在液氮温区。目前实用化的高温超导体有Bi 系( BSCCO) 和Y 系( YBCO) 两类。由于铜氧化物超导体相干长度短，各向异性大，且具有陶瓷特性，所以制备高性能的带( 线) 材，技术难度很高。
第一代Bi 高温超导线材已经商业化生产，主要的制备方法是粉末装管法。目前国内有多家单位可以生产临界电流密度在100A 以上、长度在千米量级的Bi 系带材。然而Bi 系带材的临界电流密度较低( 电流密度约为10KA/cm2 ) ，存在较大的交流损耗，而且制备过程中使用大量的金属Ag，使其在高强磁场、交流设备中的大规模应用受到了极大的限制。
目前托克马克所用的高温超导材料就是Bi系列的，它的电流密度和不适应高磁场环境，所以不能用于超导线圈。作为馈线，可以做得稍微粗一些，而且馈线部分不涉及磁场，所以还能使用。
以YBCO 为代表的第二代高温超导体具有较高的不可逆场( 7T) 和载流能力( 100K － 10MA/cm2 ) ，较低的交流损耗和制备成本( 使用较少的金属Ag)，是非常适合于托卡马克装置的。
然而第二代高温超导体非常难以制备，为了获得高性能的Y 系带材，需将具有强立方织构的超导材料复合到一种柔性的金属基带上，因此第二代超导带材难以采用第一代( Bi 系) 的粉末装管法生产。目前主要采用涂层外延生长技术来形成高度的织构相，因此第二代高温超导带材称为涂层导体( CC 导体)。
全世界科技人员都在为第二代高温超导材料的开发进行努力。随便搜搜，就可以得到很多这样的新闻：
http://news.xinhuanet.com/2011-01/23/c_121014146.htm，中国制备出百米长的第二代高温超导体。
http://www.sic.ac.cn/xwzx/kjxx/201309/t20130930_3942697.html
东芝开发出了能够自动将4～5mm宽的带状钇（Y）系高温超导线绕制成三维形状线圈的制造技术。
等等
第二代高温超导（钇系高温超导）发展迅猛，如果用于托卡马克的话，将大幅度降低建设和运营成本，简化整体设计结构，为核聚变成为廉价能源立下汗马功劳。
见报纸报道：
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月球“完美能源”够用1万年
月球上特有的矿藏和能源，是对地球资源的重要补充和储备，对人类社会的可持续发展具有深远影响。
欧阳自远说，这次在月球车上放了很多仪器，有一样东西前人没有做过：在月球车底下放了一台雷达，发射雷达波到月亮的地底下。它有波段，一个是测20米深那一段的土壤层结构；另一个波段是测100米深月球上部的结构。月球车可以一边走一边测，也就是“测月”。
科学考察探明，月球上已知矿物有100多种，其中有5种地球上没有。月岩中还含有大量的铝、镁、钙等，在月壤中氧的含量占到40%。值得一提的是，月壤中还含有地球上少见的氦-3。庞之浩介绍，氦-3是氦的同位素，它能在核聚变反应中释放巨大能量，而且几乎不产生放射性污染，被认为是21世纪人类的完美能源。
据估算，100吨用于核聚变发电可以保证地球一年的能源需求，月球上蕴藏的氦-3大约为100万吨到500万吨，所以可供人类使用1万年以上。另外，月球上有丰富的矿藏，这次探测月面物质成分和可利用资源，将让我们在未来有可能在月球上建能源基地和资源基地。
同时，月球上太阳辐射每年可产生12亿千瓦的能量，在月球建太阳能发电站也可能成为获取新能源的途径。
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氦三作为核燃料的难度是最大的，其要求的温度是最高。目前没有希望能够搞定氦三核聚变。
唯一好处是产生的产物是质子，不是中子，无污染，绿色能源呀。
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仿星器和托卡马克的本质区别在于：
托卡马克里等离子体自身有一个环向电流，并且由这个电流产生极向磁场（外置线圈和辅助电流驱动也起到一定作用）。而仿星器的极向磁场完全由线圈产生，仿星器中没有等离子体电流。因此仿星器的等离子体更加稳定，但是对线圈的结构要求更复杂更高。
仿星器是几十年前欧美国家的主要研究方向，但是在前苏联托卡马克的成果出来之后，全世界的主要方向就转到托卡马克上了。目前主要的大型仿星器装置有日本的LHD，德国的W-7X马上也要完成安装并且投入运行。