可控核聚变只能是在恒星尺度，根本根本（强调）无法小型化？

有没有可能可控核聚变根本实现不了，宇宙中的文明也无法星际航行？

可控核聚变跟星际航行之间并不相关。星际航行完全可以只用化学能加太阳能，无非是速度快慢的问题。

核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素——氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了50亿年。可控核聚变俗称人造太阳，因为太阳的原理就是核聚变反应。

（核聚变反应主要借助氢同位素。核聚变不会产生核裂变所出现的长期和高水平的核辐射，不产生核废料，当然也不产生温室气体，基本不污染环境）人们认识热核聚变是从氢弹爆炸开始的。科学家们希望发明一种装置，可以有效控制“氢弹爆炸”的过程，让能量持续稳定的输出。

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利用核能的最终目标是要实现受控核聚变。裂变时靠原子核分裂而释出能量。聚变时则由较轻的原子核聚合成较重的原子核而释出能量。最常见的是由氢的同位素氘（读"刀"，又叫重氢）和氚（读"川"，又叫超重氢）聚合成较重的原子核如氦而释出能量。

核聚变较之核裂变有两个重大优点。一是地球上蕴藏的核聚变能远比核裂变能丰富得多。据测算，每升海水中含有0.03克氘，所以地球上仅在海水中就有45万亿吨氘。1升海水中所含的氘，经过核聚变可提供相当于300升汽油燃烧后释放出的能量。

可控核聚变如果实现了，人类社会会有什么变化？

如果可控核聚变实现了，人类可能会更加谨小慎微地使用能量，因为我们的文明还不足以逃脱地球生态的自然选择，破坏地球的平衡意味着灾难甚至是灭亡。

如果能达到卡尔达肖夫指数的2级文明（2级文明能够利用行星所围绕的恒星所有的能量），但实际上我们离达到1级文明（1级文明能够利用行星的所有可用能量）还有几百年。核聚变如何释放能量聚变产生的能量来源于两个轻的原子核星空为一个重原子核时产生一点点的质量亏损，而这损失的一点点物质会变成巨大的能量释放出来，释放的能量是光速的平方倍（质能方程E=m*C^2）。

由于原子核都带正电，互相之间有静电斥力，在一般条件下核聚变是不会发生，只有在超高温、超高压的条件下才会发生。这样说小伙伴们可能很难想象核聚变的困难程度，目前人类已知熔点最高的钨只有3000多度，而核聚变想要发生温度需要达到数千万摄氏度，所以氢弹都是用原子弹引爆的，先通过裂变达到聚变的条件，再通过聚变放出更大的能量。

1968年苏联公布了一种基于托卡马克构型的磁约束核聚变装置，其内部的燃料可以达到惊人的800万度。

把核聚变燃料做成等离子体（即原子核和电子分离都可以自由流动），再用超强磁场约束等离子体，让它们悬空高速旋转而不跟容器直接接触就不会烧穿容器。点火时采用惯性激光约束点火，即点火时先把聚变燃料放在一个弹丸内部，再用很多束超强激光照射弹丸瞬间达到高温，弹丸外壁蒸发掉并把核燃料向内挤压。

自此，各国都开始纷纷建造自己的托卡马克装置，磁约束核聚变才开始走向研究正规。托卡马克装置的最大难题是惯性激光约束点火和磁约束相互矛盾聚变燃料如果处于静止，就很难不把容器烧穿；如果处于运动中，聚焦点火又变得困难。这就是可控核聚变难度如此大的原因。目前最先进的超导托卡马克装置核聚变持续时间也只能达到分钟量级。

由35个国家合作在法国南部建造的世界最大的托卡马克磁聚变项目ITER，集成和组装超过一百万个组件（一千万个零件），ITER建设始于2013年，2015年建造成本已超过140亿美元，预计将在2024年完成建设阶段，并与2025年开始等离子体实验，2035年开始进行全氘
- 氚聚变实验。

通俗一些讲就是到目前为止人类依然在可控核聚变的门槛外徘徊，似乎一只脚已经跳到门槛里，但距离真正的可控核聚变一直都还有50年（冻住了）。综上所述，核聚变很难实现小型化，只能转化为电能、热能等形式向外输送。耗费这么大人力、物力、财力、产地的工程所产生的电可能会比现在的电更便宜吗？但它确实可以永久性地解决地球上的能源问题，因为核聚变不会像裂变那样产生辐射。为什么过度使用能源会破坏地球的平衡导致灾难甚至是灭亡更多的能量，就意味着更多的高温和低温，这样会导致地球不可控的升温，虽然地球也在不断地向外散发热量，但地球还有大气层保温。

这种影响就像25亿年前能释放氧气的生物快速生产从而导致氧气大灾难一样。地球的环境要保持有序，从根本上说，还要保证“熵”不至于太大。所以，在获得大量能源的同时，还需要提高地球的散热能力，或者减少太阳的辐射输入。

“熵”是一个抽象的通过运算推导出来的量，其物理意义代表系统的无序程度。比如：蜡烛燃烧、冰块融化、酒精挥发、食物糜烂等都是熵增加的过程。而与之相反的过程是熵减。举个例子：火力发电过程是：燃料化学能→蒸汽热能→机械能→电能，通俗一些讲就是燃料的燃烧产生热能来加热水，然后再由水蒸气推动发电机来发电。在在这个过程中，热能转换成电能的效率只能达到39%左右（燃油汽车的转换效率不到30%）。

其中有相当一部分的能量在转换的过程中被耗散掉了，变成了震动、噪音、热辐射等等，这部分在转换过程中耗散的、无法再利用的能量就是“熵”。总结由此可见，文明的发展除了解决能源问题之外，还要寻求与我们赖以生存的地球和谐相处之道，至少至今我们还未找到适宜人类生存的星空家园。

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什么是可控核聚变，可控核聚变是否真的有传说中那么美好？

答案是肯定的!否则，世界就不会在30年内投资数十亿美元来研究它。因此，让我们言归正传，带你了解受控核聚变。我们知道，太阳孕育了地球上的生命，并为我们提供了取之不尽的能源。所有这些能量都来自于太阳内部发生的核聚变反应。尽管太阳很 "年轻"，但在当今这个资源匮乏的九游，人们一想到不可再生资源即将耗尽，就感到不安，于是就有了复制太阳的想法。自上个星空以来，人类通过制造强大的氢弹，尝到了核聚变原理的 "甜头"。科学家们于是开始思考，如果控制核聚变为人类所用，它将成为未来世界的一种新能源，永久解决人类社会的能源和环境问题。

核聚变的原理,核聚变是一种核反应，即两个较轻的原子核结合在一起，形成一个较重的原子核和一个极轻的原子核（或粒子）。众所周知，氢有三种同位素--氕（H）、氘（2H/D）和氚（3H/T），这其中氕是最常见的一种，占99.985%。它们三个之间的主要区别是中子的数量（分别为0、1、2）。氘和氚是氢弹的主要反应物，它们可以星空在一起，产生一个氦核和一个中子。

1905年，26岁的天才物理学家爱因斯坦发表了六篇论文，涵盖了现代物理学的三项伟大成就：分子的动力学理论、狭义相对论和光的九游假说。而在其中一篇中，爱因斯坦展示了质量和能量可以互换的观点，即质能方程。这里的c是一个固定值，是10的3.0次方的八分之一，E是能量，也就是能量不足乘以C的平方就是释放的能量，我们可以想象。有人说，这个原理是基于质能方程的，为什么不是核裂变？首先，核裂变所需的铀和其他材料在地球上非常有限，而核聚变所需的氘和氚却可以直接从水中提取。其次，核裂变反应具有极强的放射性，安全风险极大，一旦泄露后果不堪设想。最后，整体效益不高。为了控制裂变，由于大量的冷却设备，反应释放的热量被浪费了，而且核聚变的产量也比裂变高。

那么，要怎样才能使核聚变变得可控呢？为了实现核聚变，你需要高温和高压来把电子从原子核上拉开，并且需要高压来使氘核和氚核更有可能粉碎在一起。星空，如果你想 "可控"，你想保持能量流动，而不是像氢弹那样一次性释放能量。

为什么可控核聚变那么难？

其实核聚变的燃料是氢并不是非常准确，没错氢的确是宇宙中普遍存在的物质，是取之不尽用之不竭的，同时也是核聚变需要的燃料。可是核聚变的燃料却不是我们认知中的直接将氢应用，如果是那样，那就简单了。要知道地球最不缺的就是大量的海水，其中能够分解出数不尽的氢。 核聚变的燃料是氢的三种同位素，分别是氕，氘和氚。氢的这三种同位素中，氕的含量是最丰富的，占了99.98%，而氘的含量则非常少，在自然界中含量约为0.02%。而氚因为存在一个12.33年的半衰期，所以在自然界中是难以长期存在的。 对于太阳来说，氘很容易达到聚变条件，但氘的含量很少，而且在太阳的褐矮星阶段（大于13MJ（木星质量））就已经达到聚变条件

可控核聚变研究成功之后会有哪些突破性应用？

可控核聚变是人类能源的下一阶段构想，目前正处在研究当中，还有许多的问题摆在面前，我们总提到可控核聚变还有多长时间问世，大家都会回答五十年之后，以现在来看，恐怕还得三十年，甚至更久。

核聚变是一种比核裂变更高效率地获取能源的方式，不可控的核聚变或者说是用自身引力控制的核聚变我们都见过，那就是头顶的太阳。而可控的核聚变就是咱们实验室中正在研究的那个。说起核聚变，我们能够想到的词就是“高温”、“等离子体”了，等离子体是物质的第四态，只要温度够高，原子中的电子就会脱离原子核的束缚成为自由电子，而原子成为离子，此时离子与自由电子共存，它们所带的电荷虽然相反，但是数量相等，故称为等离子体。

众所周知，等离子体温度很高，要想使其进行核聚变，那温度少说也得是一亿摄氏度以上，那么高的温度，人造的材料肯定无法包裹住，所以想出来一个办法，就是利用磁场以及惯性来约束等离子体处在特定的位置，以避免高温烧坏周围的材料。这种磁场约束装置以托卡马克装置最为杰出，世界上的核聚变实验室基本都以托卡马克结构来建造。

2017年7月份，我国位于合肥的全超导托卡马克装置（EAST）创造了一项纪录，实现了101.2秒稳定长脉冲高约束等离子体运行，这是世界上第一个约束达到百秒的托卡马克装置。2024年11月份，EAST又完成了一次创举，实现了“等离子体中心电子温度首次达到1星空”。这些放在世界上都是了不起的成就，说明我们的可控核聚变研究是走在世界前列的。

可控核聚变有哪些优势？

核聚变所需的材料在自然界中很丰富，所以不需要担心原材料的问题，可以说是无限的，因此人们才称核聚变是无限能源。

核聚变相较于核裂变来说是比较安全的，因为核聚变反应条件很苛刻，一旦核反应堆体有破坏，那么核聚变反应就会当即终止。

核聚变反应过程中几乎没有辐射，产生的废料也没有辐射，所以大家称其为清洁安全能源。

若是可控核聚变研究成功，在短期内会有哪些“魔改”应用呢？

可控核聚变若是研究成功了，首先建造的是可控核聚变发电站，逐步取代传统的发电方式，成为一枝独秀。当然，这不算是魔改，题主想问的肯定也不是这个答案。然而，在可控核聚变研究成功的伊始，真的可以进行“魔改式”的应用吗？我看很难，几乎不可能。

我们大家可能会畅想应用在宇宙飞船、汽车、飞机、火车以及其它交通工具上，甚至畅想会应用在家庭生活中，这的确算是魔改，但是在研究成功后的短期内，这些根本没有可能性。可控核聚变装置是一个极其庞大的装置，它需要很多人进行维护，短期内根本无法实现小型化，你所畅想的钢铁侠那种的核聚变装置恐怕要在几百年之后才可能会实现吧。