最近看到中国核聚变的新闻,目前中国核聚变在世界上是个什么水平?


核聚变可以分为氢弹装置(不一定是实用化氢弹)和可控核聚变。

氢弹就不用提了,五大常任理事国专属板砖。而且是几十年前的技术了……

后者,可控核聚变大体上包括惯性约束、磁约束两大类。至于那种静电场约束的……产率低的令人发指……忽略他


单丛核聚变的完成程度上来看,惯性约束要稍高一点,鹰酱家的国家点火装置已经进行过多次可控的核聚变过程,但是目前还是输出远低于输入……国内也有类似功能的装置。惯性约束和军工还有核工程是分不开的……所以肯定有很多信息我们不知道啦。

不过作为一个核大国,我们现在和快递员(东风快递)和包裹(核弹头)水平都是可以的……(送货上门,一拆就炸)

磁约束进度稍微慢点,但是目标比较远大,国际上有ITER,国内有CFETR。这是直接冲著建聚变电站去的。至于EAST啊什么实验装置……他们在设计上不是用来进行聚变的而是搞磁约束的,当然这些装置也很重要,但是毕竟不是完全体。

单说磁约束的话……我们肯定是世界第一梯队的……因为现在只有我们还在大力投资核聚变……甚至搞不好我们的CFETR要比ITER更早实现点火


实际上,搞可控核聚变,尤其是以能量输出而不是纯科研为目的的聚变电站……不比搞氢弹容易。

因为目前可控核聚变都是氘氚核聚变。不管你怎么设计氚自持过程,都需要大量的氚来点火。

氚这玩意要大量生产……没一定的核技术还真搞不定的……有人把氚工厂称为是「中国的脊梁」……曾经有大牛开玩笑说按照目前的设计,CFETR启动需要的氚都做成氢弹的话够把地球炸一遍的……

所以……氢弹都造不出的弟弟们几乎是不可能独立搞可控核聚变的……

说来说去,参与排名的还是就那么几个……你想不当世界领先可能吗?


说实话整个中国聚变事业涉及的研究方向太多了,我个人而言目前在做诊断方向的一个小领域,尚不能对整体做一个判断和把握,但我比较认同前面的一个回答,做聚变的门槛很高,一共就那几个国家,所以怎么算都是领先的。

其实国际上真正有实力的做聚变的只有中美,ITER那个参与的国家一多就不可避免会出现扯皮什么的,哪个国家不想著自己国家的利益?所以我国在参与国际合作的同时,早已经开始另起炉灶。而中美对比起来,中国的体质优势就凸显出来了,美国一任总统任期8年,可以说基本不会考虑这种动辄二三十年才会出结果的项目,他们更多关注眼下的利益。所以在这件事上基本可以把美国排除了。

下面两张图是李建刚院士的报告会上拍的,大家可以看下,图二指出来我们国家聚变能发展的大致线路。ITER预计2025年建成都够呛,估计会拖到2028年,咱们国家越到后面只会领先越多。

还记得李建刚院士说了这样一句话,第一座聚变电站一定会在中国建成并且只可能在中国建成。


处于世界领先水平!

核聚变技术按照反应剧烈程度分为:不可控核聚变与可控核聚变。

我国是世界上第四个掌握不可控核聚变的国家,而且那是在五十多年前,迄今为止世界上仅有五个国家掌握不可控核聚变技术。

氢弹_百度百科?

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再说说可控核聚变。恰巧我国也是世界上第四个拥有可控核聚变装置:超导托卡马克装置的国家(前三个是俄、法、日)。我国对可控核聚变的研究可以用十二个字来形容:脚踏实地,稳步推进,快速赶超。我国获得托卡马克装置实在1990年苏联解体前夕,因经济原因通过交换获得。而后我国仅用不到四年时间就在合肥对中国首个自行建造的托卡马克装置(HT-7)调试成功,获得等离子体。2003年开始尝试加入世界可控核聚变国际合作项目ITER,2006年谈判成功,签署七方协议。这个ITER项目一拖再拖,进展远不如预期。我国自行研制的超导托卡马克装置EAST却独树一帜,反应温度和持续放电时间都世界领先(2018年年底,一亿度一百秒)。合肥等离子体所应该是世界上研究可控核聚变首屈一指的科研机构!

国际热核聚变实验堆计划_百度百科?

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国际合作项目ITER,受多方因素制约进展缓慢,我国随著国力增强正在逐步接手更多的工作和任务,ITER项目也不断向我国增加新的订货。我国的工程技术人员正在法国帮助ITER项目加速实施。

http://www.iterchina.cn/?

www.iterchina.cn

在上面网站中,可以通过「采购包实施」看到我国在ITER 项目中制造了哪些元器件和部件,这些器件和部件都起到什么功能和作用,关键程度等信息。

用来约束等离子体的大部分超导线圈,托卡马克内部薄层,电力系统,和控制系统一部分

可见,ITER的重要关键器件和部件都是我国生产的。目前的最大问题是,可控核聚变的三重积与理想模型还有量级上的差距,想要商业发电,三重积需要达到十的二十三次方这个量级,因此人类的可控核聚变还远没有到商用的地步。


实验上还好吧。数值模拟方面我觉得差很多,在好多方面的程序,国外已经开发二三十年了,而国内还没有起步。我觉得有时候太注重创新了,当你还没有基础的时候,怎么能做好创新呢。


泼一瓢冷水哈,感觉核聚变从业者的水平相对于国外(主要指英美法德荷兰)相对落后不少,甩欧洲小国家印度这种几条街没问题。日韩看起来火其实跟我们哦难兄难弟。可能我接触的层次比较低吧,就我熟悉的而言有几点:

1.缺乏核心代码的开发能力,大型的代码和模拟程序都是购买或者国外来源的。国内的体制可能页决定了难有人静心做开发。核聚变的模拟很吃多核运算,所以需要很强的High performance computing的基础,尤其在特征矩阵迭代的误差控制。感觉做计算物理的和原子分子物理的这方便都比较好,但是他们又不懂核聚变。要是能结对子就好了

2.工业基础跟不上,我们国家基础的氘氚产能都有限。包括一些诊断和加热装置都要靠进口,比如高能量的电子回旋管都要靠从俄罗斯进口。ITER计划里面我们国家负责生产包层和基座。。。

3理论方面欠缺。对于基础等离子体行为的研究人员我们国家也欠缺。从业者对微分流形,辛几何,李群变换这种有掌握的人很少。在国外这种人挺多,而且我们国家也算数学大国了。理论物理领域精通这些的很多,完全可以请教。

个人的一些胡言乱语,不要认真哈。


别问,问就是还有50年。

正经说一下,核聚变技术能查到的开放资料很杂。说法有很多,说中国领先的例子主要集中在,中国目前的模拟实验已经能把可控反应控制在百秒级别,而其他国家还在秒级别。

这个其实说明不了什么,因为各个国家研究的方向也没统一,谁对谁错还不知道,你的方向如果错了,现在进度再快,那也是弯路。

重点

目前比较靠谱的说法是,全世界还是在摸索阶段,路子不同,说明不了谁更快。现在需要10-20年的时间,可以论证出来核聚变哪个方向是对的(也可能论证结果是目前所有方向都实现不了)。(如果论证出来正确的方向),才能说各国的谁更领先,确定之后还需要30-40年才能实现。


因为核聚变是一门复杂的交叉学科,站在顶层设计的人才能较为客观的评价,所以说实话,国内能回答这个问题的人不多。

在这里引用2017年在北京开的「ITER十年-回顾与展望」会议中的相关报道与结论[1]:

「加入ITER计划,有力地促进了我国聚变领域科技在国际上由跟跑、并跑冲向领跑,中科院院士万元熙对此有著全面的概括:「参与ITER项目的十年, 是中国核聚变产业链培育并不断完善的十年, 是中国核聚变工程技术人才与团队持续储备的十年, 是中国核聚变技术能力与管理水平大跨步前进的十年「

这个结论放到2020年我相信还是合适的。

至于想再具体了解核聚变的相关问题与进展,可以参看中国工程科学上的这篇中文文章《可控核聚变科学技术前沿问题和进展》[2],非常通俗易懂。

[1] 葛维维, "逐梦·跨越 中国闪耀ITER十年之路", 中国核工业, 2018, (01), 45-47.

[2] 高翔, 万元熙, 丁宁, 彭先觉, "可控核聚变科学技术前沿问题和进展", 中国工程科学, 2018, 20(3), 25-31.


处于研究阶段的第一方队,理论验证的第一方队,技术实践的第一方队,再往后,大家都一样了,可用性阶段,目前大家都是0。


在关键领域、关键方向处于世界领先水平。


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