最近看到中國核聚變的新聞,目前中國核聚變在世界上是個什麼水平?


核聚變可以分為氫彈裝置(不一定是實用化氫彈)和可控核聚變。

氫彈就不用提了,五大常任理事國專屬板磚。而且是幾十年前的技術了……

後者,可控核聚變大體上包括慣性約束、磁約束兩大類。至於那種靜電場約束的……產率低的令人髮指……忽略他


單叢核聚變的完成程度上來看,慣性約束要稍高一點,鷹醬家的國家點火裝置已經進行過多次可控的核聚變過程,但是目前還是輸出遠低於輸入……國內也有類似功能的裝置。慣性約束和軍工還有核工程是分不開的……所以肯定有很多信息我們不知道啦。

不過作為一個核大國,我們現在和快遞員(東風快遞)和包裹(核彈頭)水平都是可以的……(送貨上門,一拆就炸)

磁約束進度稍微慢點,但是目標比較遠大,國際上有ITER,國內有CFETR。這是直接沖著建聚變電站去的。至於EAST啊什麼實驗裝置……他們在設計上不是用來進行聚變的而是搞磁約束的,當然這些裝置也很重要,但是畢竟不是完全體。

單說磁約束的話……我們肯定是世界第一梯隊的……因為現在只有我們還在大力投資核聚變……甚至搞不好我們的CFETR要比ITER更早實現點火


實際上,搞可控核聚變,尤其是以能量輸出而不是純科研為目的的聚變電站……不比搞氫彈容易。

因為目前可控核聚變都是氘氚核聚變。不管你怎麼設計氚自持過程,都需要大量的氚來點火。

氚這玩意要大量生產……沒一定的核技術還真搞不定的……有人把氚工廠稱為是「中國的脊樑」……曾經有大牛開玩笑說按照目前的設計,CFETR啟動需要的氚都做成氫彈的話夠把地球炸一遍的……

所以……氫彈都造不出的弟弟們幾乎是不可能獨立搞可控核聚變的……

說來說去,參與排名的還是就那麼幾個……你想不當世界領先可能嗎?


說實話整個中國聚變事業涉及的研究方向太多了,我個人而言目前在做診斷方向的一個小領域,尚不能對整體做一個判斷和把握,但我比較認同前面的一個回答,做聚變的門檻很高,一共就那幾個國家,所以怎麼算都是領先的。

其實國際上真正有實力的做聚變的只有中美,ITER那個參與的國家一多就不可避免會出現扯皮什麼的,哪個國家不想著自己國家的利益?所以我國在參與國際合作的同時,早已經開始另起爐竈。而中美對比起來,中國的體質優勢就凸顯出來了,美國一任總統任期8年,可以說基本不會考慮這種動輒二三十年才會出結果的項目,他們更多關注眼下的利益。所以在這件事上基本可以把美國排除了。

下面兩張圖是李建剛院士的報告會上拍的,大家可以看下,圖二指出來我們國家聚變能發展的大致線路。ITER預計2025年建成都夠嗆,估計會拖到2028年,咱們國家越到後面只會領先越多。

還記得李建剛院士說了這樣一句話,第一座聚變電站一定會在中國建成並且只可能在中國建成。


處於世界領先水平!

核聚變技術按照反應劇烈程度分為:不可控核聚變與可控核聚變。

我國是世界上第四個掌握不可控核聚變的國家,而且那是在五十多年前,迄今為止世界上僅有五個國家掌握不可控核聚變技術。

氫彈_百度百科?

baike.baidu.com圖標

再說說可控核聚變。恰巧我國也是世界上第四個擁有可控核聚變裝置:超導託卡馬克裝置的國家(前三個是俄、法、日)。我國對可控核聚變的研究可以用十二個字來形容:腳踏實地,穩步推進,快速趕超。我國獲得託卡馬克裝置實在1990年蘇聯解體前夕,因經濟原因通過交換獲得。而後我國僅用不到四年時間就在合肥對中國首個自行建造的託卡馬克裝置(HT-7)調試成功,獲得等離子體。2003年開始嘗試加入世界可控核聚變國際合作項目ITER,2006年談判成功,簽署七方協議。這個ITER項目一拖再拖,進展遠不如預期。我國自行研製的超導託卡馬克裝置EAST卻獨樹一幟,反應溫度和持續放電時間都世界領先(2018年年底,一億度一百秒)。合肥等離子體所應該是世界上研究可控核聚變首屈一指的科研機構!

國際熱核聚變實驗堆計劃_百度百科?

baike.baidu.com圖標

國際合作項目ITER,受多方因素制約進展緩慢,我國隨著國力增強正在逐步接手更多的工作和任務,ITER項目也不斷向我國增加新的訂貨。我國的工程技術人員正在法國幫助ITER項目加速實施。

http://www.iterchina.cn/?

www.iterchina.cn

在上面網站中,可以通過「採購包實施」看到我國在ITER 項目中製造了哪些元器件和部件,這些器件和部件都起到什麼功能和作用,關鍵程度等信息。

用來約束等離子體的大部分超導線圈,託卡馬克內部薄層,電力系統,和控制系統一部分

可見,ITER的重要關鍵器件和部件都是我國生產的。目前的最大問題是,可控核聚變的三重積與理想模型還有量級上的差距,想要商業發電,三重積需要達到十的二十三次方這個量級,因此人類的可控核聚變還遠沒有到商用的地步。


實驗上還好吧。數值模擬方面我覺得差很多,在好多方面的程序,國外已經開發二三十年了,而國內還沒有起步。我覺得有時候太注重創新了,當你還沒有基礎的時候,怎麼能做好創新呢。


潑一瓢冷水哈,感覺核聚變從業者的水平相對於國外(主要指英美法德荷蘭)相對落後不少,甩歐洲小國家印度這種幾條街沒問題。日韓看起來火其實跟我們哦難兄難弟。可能我接觸的層次比較低吧,就我熟悉的而言有幾點:

1.缺乏核心代碼的開發能力,大型的代碼和模擬程序都是購買或者國外來源的。國內的體制可能頁決定了難有人靜心做開發。核聚變的模擬很喫多核運算,所以需要很強的High performance computing的基礎,尤其在特徵矩陣迭代的誤差控制。感覺做計算物理的和原子分子物理的這方便都比較好,但是他們又不懂核聚變。要是能結對子就好了

2.工業基礎跟不上,我們國家基礎的氘氚產能都有限。包括一些診斷和加熱裝置都要靠進口,比如高能量的電子迴旋管都要靠從俄羅斯進口。ITER計劃裡面我們國家負責生產包層和基座。。。

3理論方面欠缺。對於基礎等離子體行為的研究人員我們國家也欠缺。從業者對微分流形,辛幾何,李羣變換這種有掌握的人很少。在國外這種人挺多,而且我們國家也算數學大國了。理論物理領域精通這些的很多,完全可以請教。

個人的一些胡言亂語,不要認真哈。


別問,問就是還有50年。

正經說一下,核聚變技術能查到的開放資料很雜。說法有很多,說中國領先的例子主要集中在,中國目前的模擬實驗已經能把可控反應控制在百秒級別,而其他國家還在秒級別。

這個其實說明不了什麼,因為各個國家研究的方向也沒統一,誰對誰錯還不知道,你的方向如果錯了,現在進度再快,那也是彎路。

重點

目前比較靠譜的說法是,全世界還是在摸索階段,路子不同,說明不了誰更快。現在需要10-20年的時間,可以論證出來核聚變哪個方向是對的(也可能論證結果是目前所有方向都實現不了)。(如果論證出來正確的方向),才能說各國的誰更領先,確定之後還需要30-40年才能實現。


因為核聚變是一門複雜的交叉學科,站在頂層設計的人才能較為客觀的評價,所以說實話,國內能回答這個問題的人不多。

在這裡引用2017年在北京開的「ITER十年-回顧與展望」會議中的相關報道與結論[1]:

「加入ITER計劃,有力地促進了我國聚變領域科技在國際上由跟跑、並跑沖向領跑,中科院院士萬元熙對此有著全面的概括:「參與ITER項目的十年, 是中國核聚變產業鏈培育並不斷完善的十年, 是中國核聚變工程技術人才與團隊持續儲備的十年, 是中國核聚變技術能力與管理水平大跨步前進的十年「

這個結論放到2020年我相信還是合適的。

至於想再具體瞭解核聚變的相關問題與進展,可以參看中國工程科學上的這篇中文文章《可控核聚變科學技術前沿問題和進展》[2],非常通俗易懂。

[1] 葛維維, "逐夢·跨越 中國閃耀ITER十年之路", 中國核工業, 2018, (01), 45-47.

[2] 高翔, 萬元熙, 丁寧, 彭先覺, "可控核聚變科學技術前沿問題和進展", 中國工程科學, 2018, 20(3), 25-31.


處於研究階段的第一方隊,理論驗證的第一方隊,技術實踐的第一方隊,再往後,大家都一樣了,可用性階段,目前大家都是0。


在關鍵領域、關鍵方向處於世界領先水平。


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