留法美女博士直播連線三位科學家,暢聊「可控核聚變」
2020-11-24 騰訊網這幾乎是人類科學史上最宏大的野心嘗試！
這是多達35個國家聯手合作的大科學項目！
科學家門一次又一次，向未來無限能源的探索進軍——
就在今年7月28日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程在法國安裝啟動，人類在探索可控核聚變的道路上邁出了重要一步。
ITER正在法國順利進行中。圖｜Science News
今夜19：30-21：00，世界頂尖科學家協會獨立研究員、法國奧塞原子核物理研究所(IPNO)放射化學博士趙羽佳擔綱主持，直播連線三位參與ITER項目的科學家——核工業西南物理研究院研究員王曉宇、中山大學中法核工程與技術學院百人計劃副教授倪木一、中科院等離子體物理研究所副研究員黃凱，引爆B站最「硬核」的直播間，4萬多名科學愛好者在線圍觀，共同探討這一宏大的科學話題。
那麼，跟小編一起回顧一下今天直播間的精彩問答！
Q1、核聚變是通過將溫度提高到1.5億度而將氫的兩種同位素轉化為氫等離子體實現的，那麼這個1.5億度是怎麼量出來？
黃凱老師：這個1.5億度並不是一個可以用溫度劑量出來的概念，我們看到《流浪地球》的能量來源是將地球上的巖石扔到能量口，通過融化巖石產生能量，融化巖石的溫度是幾千度。如果達到上萬度溫度，幾乎可以融化掉現有的材料，所以沒有溫度計可以測量超過一億度的溫度；這種溫度，在科學上說，是按照電子伏能量進行的演算，也就是用遠端的觀測裝置、測量設備去識別光譜，然後進行推算，換算成溫度的概念，所以是一種電子伏能量換算單位。
Q2、ITER是熱核反應堆，那麼像鋼鐵俠胸口的「冷聚變」能量是否有希望實現？
倪一木老師回答，「冷聚變」最早提出是一九八幾年時，發表於Nature雜誌的文章，但是後來一直沒有能夠重現；這也是一個相對冷門的研究，從他個人的看法來看，目前看不到冷聚變能實現的任何的科學依據，因為所有核實驗數據並不支持，無法實現兩個核在低溫下的融合。但是，倪老師也表示，目前中國科協以及各個國家也在支持冷聚變的探索，如果能夠實現，那非常有希望把聚變做成水杯那麼大。
黃凱老師則提到了在很多年前在清華讀研究生時，聽到的一位國外前輩說到「蝦發光」的現象，如果能探究其能量的發光形式，如果這種現象能歸入冷聚變，那有可能是一種突破。。
Q3、核聚變「五十年"實現商用的老梗何時休？
在核聚變領域，有個老梗，就是未來五十年，核聚變就能實現商用，連黃凱老師都稱，自己在小學、中學的時候就聽老師講五十年後實現，現在還是五十年，因此自嘲聚變人是世界上最樂觀的一群人。
直播間也有網友問：我今年16歲，有生之年能看到聚變實現商用化嗎？真的是很有志氣的網友啊！
王曉宇老師說，這個梗也確實很久了，最早各個國家都在開發聚變能，科學家很樂觀，覺得很快可以實現，包括很多國家也投入非常多，但是當進入具體研究時，物理穩定性等實際問題就冒出來了，以也因此「五十年」時間界限不斷往後推。不過王曉宇老師也非常樂觀認為，按照ITER目前的進展，五十年內實現聚變發電，非常可期。
Q4、核聚變能商用於哪些領域？
網友問：聚變堆除了發電能做什麼，是不是終極目標就是「燒開水」。倪一木老師暢想了一下：包括將海水淡化成淡水，生產氫氣，給北方供暖，還有一種更前沿的應用，比如NASA提出的用聚變來產生太空飛行器動力，為人類更遠的外太空探索提供長時間有效的動力源。
黃凱老師則表示：在人類目前的科技條件下，電是高品質的能量形式，只要有了電，就能轉化成所有能量形式，所以只要核聚變發電能實際實現，那其他的一些商用領域，皆有可能。
Q5、聚變能可以首先在中國實現嗎？
作為參與了9年ITER項目的王曉宇老師，對中國非常有信心，他在演講中也介紹了各國的的行動路線圖，他認為是中國做事情非常努力，雖然核能研究起步較晚，但是經過多年努力，已經達到了國際一線水平，尤其在ITER項目中，中國的表現是比較出色的，有希望能率先實現聚變能。
Q6、這麼多國家的合作項目，大家會吵架嗎？
網友真的為ITER操碎了心，倪一木老師直接斬釘截鐵的說，會，肯定會吵架，這其中的文化隔閡是很難忽略的，項目過程中的摩擦爭吵，拍桌子、睡也不讓的事情時有發生，但是也必須求同存異，往前推進。
35個國家，40種語言的交鋒
王曉宇老師舉了具體的案例，比如說歐美人做項目的時候，特別注重程序，希望通過對程序的遵循來保障正確性，但一些國家更注重結果，認為只要結果可以接受的話，過程中可以忍受瑕疵。王老師認為歐美這種管理方式的好處，是通過管理來保證出錯率低，一定程度則犧牲效率低。但是如果中國可以學習歐美人在ITER項目中的質量控制管理流程，那對國家從事大科學的工程將很有幫助
黃凱老師則動情地表示，聚變界可以說是匯集了世界上集中的樂觀主義者，因為只有樂觀的精神，才能支持不斷在這個領域去探索，去支撐一個又一個50年。全世界的聚變屆非常密切，可以說是研究領域中合作最密切、交流最無私、合作最無國界，ITER代表人類層面科學的大發展方向。人類文明發展到一定程度，科學不再是每個人閉門造車就可以實現的，必須打開心扉去溝通、交流，別人的思想可以給你的思想之光添柴加火。
Q7、科學家在線「招人」？
在回答網友ITER項目是否會招人的時候，科學家們直接隔空喊話「我聚變界永遠缺人，下一個50年也缺人！」
黃凱老師寄語，現在裂變和聚變界面臨各種挑戰，想加入要準備好科學知識、一顆大大的心臟來應對挑戰，但是也可以收穫很多朋友，知識、毅力、決心和對自己的磨礪。
王曉宇老師說，聚變這條路很長，如果要做這方面的事，要久久為攻，不一定說要在這一代實現核聚變，而是要有我們這一代為聚變做出了貢獻的信念。
正如黃凱老師總結所言——聚變：聚眾人之智，引科學之變，只有聚集了眾人的智慧，完成科學的變化，才能為全人類造福，為人類點亮光芒。
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周三來世界頂尖科學家直播間，看科學家直播「種太陽」
這個人造太陽就是可控核聚變——從鋼鐵俠的能量環，到推動流浪地球的行星發動機，其能量都源自於此。圖｜giphy7月28日，國際熱核聚變實驗堆（ITER）計劃重大工程安裝啟動，ITER託卡馬克裝置開始安裝，人類在探索可控核聚變的道路上邁出了重要一步。跟幾十個國家的科學家一起工作是什麼樣的感受？一個託卡馬克裝置能充滿多少輛電瓶車？ -
新一代可控核聚變研究裝置建成放電 我國跨入可控核聚變研究前列
來源：人民日報原標題：新一代可控核聚變研究裝置建成放電（創新前沿）本報北京12月4日電 （記者蔣建科、馮華）12月4日，我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（HL—2M）在成都正式建成放電 -
可控核聚變到底是什麼?
可控核聚變被我們人類稱為無限的清潔能源，也就是說，若是掌握了可控核聚變技術，那我們就會擁有無限的能源來使用，從此不用再擔心能源缺少以及環境汙染的問題。我們現在所使用的能源主要來源就是石油和煤，而這些能源是有限的，他它總會有用完的一天，所以我們就要想辦法來解決這個問題。 -
中國終於實現了可控核聚變
核聚變託克馬克裝置特大科技新聞，我國的可控核聚變取得重大突破，咱們的人造小太陽首次實現放電了，我們離接近無線清潔能源，又近了一步，一旦實現可控核聚變發電，我們就可以完全擺脫對石油能源的依賴。核聚變反應堆產生的能源這兩天幸福確實是來的真的有點突然了，而且還讓人目不暇接，咱們先是蹭的一下就上月球上挖礦去了，緊接著呢，就造出了世界算力最強的量子計算機，那這個新聞還沒被捂熱乎呢，又來了可控核聚變實現放電，說明我們的科技發展啊 -
新一代可控核聚變研究裝置建成放電
本報北京12月4日電 （記者蔣建科、馮華）12月4日，我國新一代可控核聚變研究裝置「中國環流器二號M」（HL—2M）在成都正式建成放電，標誌我國正式跨入全球可控核聚變研究前列，HL—2M將進一步加快人類探索未來能源的步伐。核聚變由氘、氚離子聚合成氦，聚合中損失的質量轉化為超強能量，這和太陽發光發熱原理相同，所以可控核聚變研究裝置又被稱為「人造太陽」。 -
可控核聚變技術有什麼用?
其中一種能源就是可控核聚變，我們人類最開始認識到核能的威力還是在第二次世界大戰裡面，那強大的破壞力讓我們明白核能的威力，而原子彈運用的卻是核裂變，這種核裂變會產生大量的核廢料，也就無法作為長久之計。後面科學家們將目標放在了核聚變上。人類在可控核聚變技術上又一突破？未來可能實現太空旅行！ -
科學家提出可控核聚變反應的新方法
科學家提出可控核聚變反應的新方法>科學家們已經找到了一種新的方法來防止等離子體中的磁泡幹擾核聚變反應：通過管理射頻RF波來穩定磁泡。磁泡可能會膨脹並產生幹擾，從而限制國際熱核聚變實驗堆（ITER）的性能。ITER是正在法國建設的國際實驗設施，旨在證明核聚變能源可行性。 -
人類為什麼要研究可控核聚變?
歡迎大家閱讀本期的鵬楊科普，在前兩天的文章中給大家說了一下人造太陽的事情，其中我們說到了可控核聚變的問題，但我們並沒有談到可控核聚變的用途，沒有說到我們人類為什麼要花這麼大的精力去實現可控核聚變，若是實現了到底能有什麼作用？本期的內容我們就主要來說說可控核聚變的用途。 -
「人造太陽」離圓夢又近一步——揭秘中國可控核聚變
還真有一個，就是可控核聚變。從「進口」上說，可控核聚變所需的反應原料(氘原子和氚原子)，在地球上非常豐富。氘在海水中儲量極大，1公升海水裡提取出的氘，在完全的聚變反應中可釋放相當於燃燒300公升汽油的能量；而氚可通過中子與鋰反應生成，在地殼和海水中，鋰都是大量存在的。 -
揭秘中國可控核聚變:「人造太陽」離圓夢又近一步
還真有一個，就是可控核聚變。從「進口」上說，可控核聚變所需的反應原料（氘原子和氚原子），在地球上非常豐富。氘在海水中儲量極大，1公升海水裡提取出的氘，在完全的聚變反應中可釋放相當於燃燒300公升汽油的能量；而氚可通過中子與鋰反應生成，在地殼和海水中，鋰都是大量存在的。從「出口」上說，可控核聚變的產物為氦和中子，不排放有害氣體，也幾乎沒有放射性汙染，具有環境友好的優點。 -
可控核聚變的原理
首先說核聚變是輕的原子合併成重的原子，並釋放出能量的物理過程，氫彈爆炸和太陽發光都是這個原理。那利用核聚變做一個慢慢釋放能量的發動機使用就成了尖端科學家們研究的主要事情了，這就是可控核聚變。重點就是可控，目前有兩個難點，第一是溫度，聚變發生要達到一億度高溫，原子彈爆炸能產生一億度。高溫也可以用雷射來解決，雷射加熱是非常迅速的。 -
可控核聚變是什麼?將引發第四次工業革命
除此之外，因為第一次工業革命和第二次工業革命都是能源的革命，所以許多科學家認為可控核聚變將會帶來第四次工業革命。今天我們就來了解一下可控核聚變！年代，我國著名科學家王承書就研究清楚了熱核聚變的理論基礎和方法。 -
為何應用可控核聚變還是遙遙無期？
我們常常可以從新聞上看到專家稱可控核聚變實現應用還需要50年，這裡說的是應用，而不是工程階段，可控核聚變民用階段是個偽命題，至少在真正的可控核聚變研發出來後才能做到真正的預測應用時間。，等離子體學科本身建立時間就不長，許多理論也是借著可控核聚變的需求才發展起來，因此到目前為止，整個等離子體物理方面的基礎理論尚不完整，許多問題還有待探索。 -
為何應用可控核聚變還是遙遙無期?
我們常常可以從新聞上看到專家稱可控核聚變實現應用還需要50年，這裡說的是應用，而不是工程階段，可控核聚變民用階段是個偽命題，至少在真正的可控核聚變研發出來後才能做到真正的預測應用時間。 -
中國可控核聚變已領先世界
它叫EAST，是全世界最先進的探索可控核聚變的裝置之一。因為它的成功，中國人站在了核聚變研究的前沿。可控核聚變或許是能源領域的最大指望。從上世紀60年代以來，利用磁約束實現可控核聚變（託卡馬克），是各種實驗路徑中最有希望的一種。中國從上世紀90年代開始實施大中型託卡馬克發展計劃。太陽中的核反應就是核聚變,，所以可控核聚變又稱為"人造太陽"。 -
德國仿星器試驗成功,兼談可控核聚變的原理
幾乎和原子彈爆炸同一時間，人類就開始了可控核聚變的研究。當時的科學家們對可控核聚變的研究前景極其樂觀，他們甚至已經想像到，在不久的將來，聚變反應堆在世界各地落地開花，屆時，全世界人們都將用上最清潔，最便宜，且取之不盡，用之不竭的能量—聚變能。 -
什麼是磁約束可控核聚變,什麼時候才能商業化可控核聚變發電?
無論是磁約束還是慣性約束核聚變，都是可控核聚變研究的重要方向，兩者本質上沒有什麼區別，都是控制氚氘等輕元素聚合成重元素的一種方式，但兩者的原理與過程卻大相逕庭，不妨來圍觀一下！但在地球上，如此的高溫或者高壓都難以實現，當然與超高壓相比似乎高溫還簡單一些，所以現在的可控核聚變都是往這個方向上靠攏！儘管磁約束與慣性在實現方式上各不相同，但基本不外乎就是滿足這兩個條件！ -
可控核聚變能用在火箭上嗎?
可控核聚變能用在火箭上嗎？能否幫助我們人類登上火星？可控核聚變是火星任務返回的關鍵自人類在1961年登上月球，浩浩蕩蕩的阿波羅任務在1972年結束後，我們就把目光投向了太陽系中最有可能存在生命的行星火星，火星也是我們人類下一個最有可能登陸的地外行星，在太陽系中除地球之外的所有行星中，沒有一個星球像火星那樣一直吸引科學家的注意力。 -
中國可控核聚變技術領先世界,未來依靠核聚變能飛出太陽系嗎?
核聚變反應按照目前的科學理論，人類能夠實現的能源最高的利用是可控核聚變反應。要了解可控核聚變之前，我們就得先搞懂核聚變反應。我們都知道，原子是由原子核和核外電子構成的，而原子核又是由質子和中子構成的。所謂的核聚變指的就是原子核的融合，也被稱為核融合。