為什么超導(dǎo)托卡馬克裝置只能運(yùn)行幾百秒？

其實(shí)無(wú)論是是磁約束中的托卡馬克還是仿星器、或者球形環(huán)、磁鏡等還是慣性路子的國(guó)家點(diǎn)火裝置，統(tǒng)統(tǒng)都不能連續(xù)運(yùn)行，當(dāng)然兩者未來(lái)的前途也不一樣，磁約束封閉環(huán)境比較適合用來(lái)發(fā)電，慣性類未來(lái)適合星際旅行的飛行器發(fā)動(dòng)機(jī)等等；不過(guò)現(xiàn)在看來(lái)磁約束似乎更接近成功一些。

托卡馬克核聚變裝置示意圖

可以從如下幾個(gè)角度來(lái)看看這個(gè)可控核聚變的難度有多高。

一、工作原理 從原理上看似乎并不難，不就是輕元素聚變成比較重的元素然后丟失的一些質(zhì)量釋放出巨大的能量，太陽(yáng)上天天在發(fā)生！但難度也是由此而來(lái)的。

首先太陽(yáng)上有極高的溫度和壓力，我們地球上不具備，另外太陽(yáng)是一個(gè)在宇宙空間的球體啊，極高溫的等離子體等都受到太陽(yáng)引力的約束，還有太陽(yáng)會(huì)釋放出高能粒子，最后比較關(guān)鍵，太陽(yáng)聚變的元素是氫，但我們?nèi)祟愡B最容易的氚氘聚變溫度都難以到達(dá)，可想而知這有多難！

二、材料選擇 我們?nèi)祟惉F(xiàn)有最耐高溫的材料是鎢，3410度，但即使如此，在5000萬(wàn)度的聚變等離子面前，連黃油都不如！幸虧等離子體是導(dǎo)電的，可以用磁場(chǎng)來(lái)約束它，這也導(dǎo)致了下一個(gè)問(wèn)題。另外聚變時(shí)會(huì)產(chǎn)生中子等，內(nèi)壁材料吸收了中子之后會(huì)嬗變具有放射性....

三、成本分?jǐn)?問(wèn)題二中涉及了一個(gè)磁約束的名詞，就是用一組巨大的線圈通電后將等離子體束縛在磁場(chǎng)內(nèi)部非接觸，說(shuō)起來(lái)簡(jiǎn)單，但實(shí)施起來(lái)簡(jiǎn)直就是燒錢無(wú)法形容這個(gè)成本上升，巨大的超導(dǎo)線圈先不要說(shuō)運(yùn)行成本，這個(gè)制造成本連財(cái)大氣粗的ITER預(yù)算都哇哇叫，而且能制造這個(gè)組件的地球上屈指可數(shù)，。

四、技術(shù)穩(wěn)定性 核聚變?nèi)澜缒募叶际堑谝淮?，?shí)踐是唯一的出路，導(dǎo)致的結(jié)果就是各種試錯(cuò)，各種重新設(shè)計(jì)....每次都相當(dāng)于等重的黃金打水漂，一次成功了倒也沒(méi)什么問(wèn)題，再多也認(rèn)了，雖然前途一片光明，但這個(gè)道路實(shí)在是太曲折了，簡(jiǎn)直堪比秦嶺！

當(dāng)然在這個(gè)道路上還是充滿希望的，無(wú)非就是等離子體的約束嘛，問(wèn)題也就是這個(gè)等離子體的約束問(wèn)題，在這個(gè)路子上等離子體的溫度越高就越是毫無(wú)規(guī)律可言，但一旦破裂造成停堆是小事，內(nèi)壁燒穿線圈燒毀那就玩大了.....

慣性約束沒(méi)有這個(gè)問(wèn)題，但幾百束激光照射中間那0.1MM不到的燃料球，先不說(shuō)聚焦的問(wèn)題，那幾百個(gè)激光器大部分國(guó)家看來(lái)就傻眼了！基本上都是每家都本難念的經(jīng)

托卡馬克內(nèi)部結(jié)構(gòu)

仿星器內(nèi)部結(jié)構(gòu)

慣性約束內(nèi)部結(jié)構(gòu)

慣性約束的燃料球

COMPASS的磁約束裝置的聚變?nèi)紵^(guò)程，以ms計(jì)，最后那一閃是破裂熄火了。