融合有多遠？解開太陽的力量

我認為我們比太陽更聰明。我們來比較和對比。 人類一方面在科技，城市，汽車，電腦，手機等方面取得了巨大進步。 還有我們把原子分裂為戰爭和能量。

太陽做了什麼？ 他仍然還是一個大量的等離子體球，主要由氫和氦組成。 它仍然靜靜地的坐在那裡。 每一次的工作就是：把氫氣炸毀成冠狀物質噴射。 說太陽和宇宙中所有物質是沒有生命的，研究探索這其實並不是人類想的那麼簡單。然而，太陽已經掌握了一種能量的形式，我們似乎不能束縛我們的思想：融合。 真的很激動，看到太陽，靜靜的在那裡，毫不費力地做了我們人類在半個世紀以來一直在努力的事情。

為什麼我們不能做融合工作？ 我們終於可以用電離氣體領域技術追趕失去的時間了。

我們的太陽充滿激情，精力充沛的榮耀。感謝這位默默工作的不計報酬生命的創造者--太陽

太陽通過核聚變發電的能力這取決於來自於巨大的數量。太陽含有1.989×10 ^ 30公斤的大部分氫和氦，這個質量向內推，形成一個加熱到1500萬度的核心，是水密度的150倍。正是在這個核心，太陽做了它的工作，把氫原子淹沒成氦。這個融合過程是一個放熱反應，這意味著每當新的氦原子產生時，γ輻射形式的光子也被釋放出來。

太陽使用這種能量的唯一的事情是輕微的壓力，以抵消引力向內的重力。它的光子慢慢地穿過太陽，然後被釋放到太空。會不會太浪費了，那麼我們如何在地球上製作一模一樣的這個過程呢？

現在在地球上聚集太陽的氫氣是一個選擇，但實際上是不切實際的。我們將在哪裡放一些氫。更好的模擬方案使我們的技術來模擬太陽核心的條件。

如果我們可以製造一個聚合反應器，其中溫度和壓力足夠高以使氫原子合并成氦，那麼我們就可以利用那些用途很廣的的γ輻射光子。

開發的主要技術稱為托卡馬克反應堆;它是基於俄羅斯首字母縮略詞：「具有磁性線圈的環形室」，第一個原型是在20世紀60年代創建的。開發中有許多不同的反應堆，但是該方法基本相同。

真空室充滿氫燃料。然後，大量的電流穿過融合室，將氫氣加熱到等離子體狀態。他們也可能使用激光和其他方法使等離子體達到150到3億攝氏度（比太陽的核心高出10到20倍）。超導磁體圍繞融合室，容納等離子體並使其遠離室壁，否則會熔化該設備。一旦溫度和壓力足夠高，氫原子就像太陽一樣被壓碎成氦氣。這釋放了加熱等離子體的光子，保持反應沒有任何添加能量輸入。過熱後到達室壁，可以拔出來做工作了。

在堪培拉融合能源中心（UK）的球形托卡馬克MAST。

一直以來，挑戰加熱室和約束等離子體比在反應堆中產生的能量耗費更多的能量。 我們可以做融合工作，但是我們還沒有能夠從系統中提取剩餘的能量的技術。

與其他形式的能源生產相比，融合應該是清潔和安全的。 燃料源是水，副產物是氦氣（世界實際上已經開始耗盡）。 如果反應堆有問題，它會冷卻，聚變反應停止。

然而，在聚變反應中釋放的高能光子將是一個問題。 他們將流入周圍的聚變反應堆，使整個事物具有了放射性。 聚變室將產生致命性約五十年，但其半衰期快將使其在500年後成為煤灰的放射性。

普林斯頓的Tokamak融合測試反應堆的外部觀察，從1982年到1997年運行。

現在知道什麼是融合能量，它是如何工作的，目前的狀態是什麼，融合工廠給我們提供無限便宜的安全能力多久了嗎？融合實驗是通過他們產生的能量與您投入的能量相比來衡量的。 例如，如果融合設備需要100MW的電能來產生10MW的輸出，則其能量比為0.1。 你想要至少一個比例1.這意味著能量等於能量消耗，到目前為止，沒有任何實驗達到這個比例。 但我們也許離這個目標很近了。

中國的的托卡馬克反應堆，合肥物理科學研究所的一部分。

中國人正在建設高級超導實驗托卡馬克（EAST）。 在2016年，工程師報告說，已經運行了102秒鐘，達到5000萬攝氏度的溫度。如果是這樣，這是一個巨大的進步，使中國在競爭中建立穩定的融合。希望跨越這個魔法比例（1：1）

卡爾斯魯厄理工學院Wendelstein 7-X（W7X）恆星。

德國卡爾斯魯厄理工學院（KIT）的研究人員最近宣布，他們的溫德爾斯坦7-X（W7X）恆星，將氫氣加熱到8000萬，只有四分之一秒。 熱但短 恆星的作品與托卡馬克不同。 它使用扭轉環和外部磁體來限制等離子體，因此該試驗說明我們有更多的選擇了。目前世界上最大，最精細的融合實驗在歐洲，法國Cadarache研究中心。 它被稱為ITER，它代表國際熱核實驗反應堆。

ITER托卡馬克融合反應堆。

ITER是巨大的，測量高達30米。它的融合室之大，它應該能夠產生自我維持的融合反應。由熔化氫釋放的能量使燃料足夠熱保持反應。仍然需要能量來運行含有等離子體的電磁體，但不能使等離子體保持熱。如果一切順利，ITER的比例將為10.換句話說，對於每10兆瓦的能量泵入，它將產生100兆瓦的可用功率。

ITER仍在建設中，截至2015年6月，總建築費用已達140億美元。該設施預計將在2021年完成，第一次融合測試將於2025年開始。

所以，如果ITER按計劃工作，我們現在距離融合的正能量輸出約8年。當然，ITER只是一個實驗，而不是一個實際的動力裝置，所以如果它起作用，那麼實際的基於融合的能源網格將是數十年之後。

最後想說，科技不會止步，探索追求總在前進。

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