人类离应用可控核聚变还有多远？

谢谢您的邀请！
据估计可能要到2850年。先科普一下基本知识：核聚变首先能获得清洁能源，为大家所重视。核裂变产生长期和高水平的核辐射，产生核废料，制约了它的长足发展。
自然界中

先科普一下基本知识：核聚变首先能获得清洁能源，为大家所重视。核裂变产生长期和高水平的核辐射，产生核废料，制约了它的长足发展。

自然界中最容易实现的聚变反应是氢的两个同位素氘和氚的聚变，一个加速的氘原子核和一个氚原子核高速碰撞，产生一个氦原子核和一个中子，并释放能量。氘在海水里储量丰富，氚自然界很少，由中子和锂作用而产生，海水里有大量锂。

氢弹和太阳内部发生的就是核聚变，但不可控。理论上把混合气以极高的温度加热到等离子态，使电子脱离原子核的束缚，使得原子核和原子核直接接触。需要10万摄氏度的温度。然后还要客服同样带正电的原子核之间的同性相斥的库仑力，这需要更高的温度继续加热，以实现原子核之间的直接碰撞。温度需要上亿度。实验室都没法实现。后面就是链式反应，靠释放的巨大能量维持反应继续下去。当然氦原子核和中子要排出去，氘和氚输入到反应体。

上面说的其实是模拟太阳内部聚变反应，只是一种理论。属于化学结构的方案，不可能实现。

现在科学家都是用物理的方法实现约束高温等离子体。这也是实现可控核聚变的一个关键的技术节点。（NO1技术节点）一个方法是惯性约束，发明人是我们中国著名科学家王淦昌。（在这里要有一万个赞都不为过）另一个方法是磁力约束，是前苏联科学家提出的。

磁力约束提出的早，受控技术在这种方法上成果也最多。原理是建立强度足够大的一个环形磁场，来约束高温反应体（等离子体）。名字叫“托卡马克”磁场约束法。它是用强大电流产生的强大磁场把等离子体约束在很小范围内。刚开始的装置只叫普通“托卡马克”装置，后来有了超导技术，科学家们才发明了超导材料线圈做成的超“托卡马克”装置，这才真正能实现强大电流强大磁场。电阻造成的损耗几乎为零。

单独提一下，中国有一个EAST超“托卡马克”可以说是世界上最先进的。（太自豪了）EAST有几个地方超过了其他国家：1，液氦超导无损耗超导体系。水平线圈和垂直线圈都是超导的，其他国家水平是超导，垂直是常规的。2，EAST第一个做成了非圆形截面，增大了反应体的容积。其他国家都是圆形截面。

“超托卡马克”装置有几个参数，反应了技术水平：能量增益因子Q值、持续反应时间、输出功率。其中Q值是输入装置的能量与输出能量的比值，该参数的实现值从开始的十亿分之一到一点几。持续时间2秒到几百秒。输出功率从0.17万千瓦到1.61万千瓦（只是实验阶段的数据）。

再一个技术节点（NO2技术节点）是外围的“实现核聚变点火的托卡马克”点火装置，从高压变压器发展到高频电流点火，大功率激光点火也接近完善。

再一个也可以作为一个技术节点（NO3技术节点）托卡马克的第一壁主动冷却结构。连接一大型冷却塔，以实现长时间运行后将反应产生的热量带走，维持系统温度稳定，还要维持聚变反应所需温度。这才是实现了可控的稳定核聚变。

最后说说惯性等离子约束技术。它的原理是将混合气体或固体装入几毫米的小球内，外面均匀射入激光束或离子束，小球内层受惯性挤压产生气体约束。压力剧增，温度剧增，以致达到点火温度。小球内产生爆炸，产生热量。技术难点是大型激光束。

以上说的都是实验阶段的成果。并且还有很多技术难关需要攻克。即使达到现在的水平也经过了世界各国科学家几十年的时间。

2005年成立了一个热核方面的国际合作项目ITER（国际热核实验反应堆的英文缩写），并正式立项。它的目标就是实现成熟的商业核聚变发电。而让中国人兴奋而自豪的是中国的EAST是唯一能给ITER提供实验数据的装置！

本人并不是专业人士，目的是搜集这些资料和大家共享。