核聚變為什麼不可控?難關在哪裡?
很多。
工程上,輔助加熱,等離子體控制診斷等。理論上,芯部的狀態,邊緣的不穩定性等。
摳一下字眼,核聚變不是不可控,是目前的技術手段還不能讓其長期穩態可控並獲取足夠的能量增益。
自讀博起至今一直從事診斷系統的工作,近幾年每到實驗就會很緊張,診斷要上裝置,要考慮的問題,比如工程的可行性,理論的成熟性,裝置實驗中的可用性,實在太多。為此頭髮快掉完了。
簡單為題主梳理一下:
材料,尤其第一壁材料,熱負荷太高,還要應對可能存在的等離子體破裂帶來的破壞力,兆安培級別的電流在特斯拉量級的磁場強度下對裝置帶來的強大扭力。
電源:尤其是極向場,電流功率相位變化大,需要提供擊穿,和維持等離子體運行的伏安數,堆狀態下的電源必須皮實耐用,我們現在還沒有做到。
控制:MHD不穩定性控制,破裂緩解控制,VDE控制等等,哪個問題我們敢說被徹底攻克了。
其實還有很多理論上的問題,比如等離子體燃燒的效率,研究依舊不夠深入。
其實真正有意義的科研哪一個方向不難?機器學習調包調參不難,那麼深探機理,深度學習的運行機制,可解釋性的闡述,難不難?哪種科研才配稱為科研?
總結,核聚變可控,難關很多,到處都是。因此才需要研究。
一些朋友嚴重低估了核聚變的門檻。就這麼說吧,太陽那麼大個,幾億米厚的結構用來提供高壓和保溫,每秒才消耗幾億噸氫。平均下來幾十億立方米的體積內纔有1毫克的氫發生了反應,效率簡直低得令人髮指(太陽平均每噸質量產熱功率只有0.2瓦,一噸土豆呼吸作用大概能提供幾十瓦的熱功率,溫度較高的時候上百瓦)。
人類在小小的地球上,用少得可憐的材料,實現了上億度的高溫,點燃了聚變反應,儘管效率仍然無法達到對人類而言實用的標準(無法抵償維持系統運轉消耗的能量,但也比太陽高出好多個數量級),但是仍然得說一句:人類NB。
問:整個太陽系,溫度最高的點在哪裡?
一篇小作,供消遣:
序章 魔法與鴻蒙「一個召喚元素戰鬥的世界會是怎樣?」——知乎用戶 逆鱗 史上第一位聖魔法師、元素定義者、近代魔法學奠基人,安託萬·拉瓦錫 [1]撰寫的《元素魔法起源考》中記載:數萬年前,大地上一片荒蠻。尚未開啟靈智的人類先祖茹毛飲血,露宿風餐,為生存而竭盡全力…407 贊同 · 20 評論查看完整文章簡單來說(以下舉例請無視金屬工具的氧化),我有一塊碳,它的燃燒溫度大約是900~1000℃,但是我的竈臺是鋁製的,700℃就熔了。現在我需要找到個能燒水還不壞竈的方法,不然我只能退而求其次,點酒精300~400℃去燒水,雖然效率低,但是不廢竈。
第一壁材料、等離子體約束、氦灰損耗、氚的自持、中子輻射;
能量導出還在後面
謝邀。首先應該描述為不是完全不可控,是無法維持長時間反應且平穩輸出能量。然後第一壁材料要能夠頂得住那麼高的溫度也是超難的。
順便邀請更專業的小夥伴來答 @葉仁 。
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