可控核聚变又叫“人造小太阳”，实现条件需要的是高温，所取得的也是持续的热量，正是这个高温转换成动力，实现取之不尽用之不竭的能源。

　　所以，高温是核聚变发生的前提条件，获得持续不断的高温则是核聚变的目的。

　　使原子核发生融合，从而释放出巨大的能量，就是核聚变。让两个原子核靠近融合至少要几十万到几百万度（摄氏度，后同）的温度。

　　但这种几十万几百万的温度只能达到部分核聚变的条件，满足不了持续核聚变的条件，要达到1亿度，才能发生核聚变的自持性反应，持续不断靠自己的温度来维持核聚变的持续进行。这种核聚变叫热核聚变。

　　还有一种核聚变叫冷核聚变，这种聚变方式不一定要高温，但需要压力，要在巨大的压力下，核子才会产生融合反应。

　　恒星核聚变就是在核心区超高压情况下实现的，比如太阳中心温度1500万度，而压力却达到3000亿个大气压。所以是压力和温度同时作用发生的聚变反应，就不是单纯的热核聚变了，但又不完全是属于冷核聚变，是一种较为复杂的机制。

　　现在人类可以通过激光等方式，能够达到1亿度以上的温度，这样就得到激发核聚变的能量了。人类已经能够制造出这么高甚至更高的温度，但用什么容器来盛装这么高温的聚变过程，才是需要解决的重要问题。

　　任何具体的物质都无法承受这么高的温度，这是一个常识。所以热核聚变的容器就必须有一个非常规的容器装置。

　　现在人类在实验中的可控核聚变主要采用惯性约束和磁约束等两种方式，更多的采用磁约束，其中最通用和著名的装置是托卡马克装置（见上图），就是把核聚变的等离子体束缚在磁场里，不接触任何容器实质。

　　还需要解决的重要问题是输入的能量要小于产出的能量，而且要远远大于输入的能量，这个核聚变才能够造福人类。现在这个问题已经在实验中得到解决，热核聚变在装置中已经能够维持100多秒时间了，这是一个重大的突破。

　　以后只要改进一些方法，使核聚变能够最终持续不断的长时间维持反应，就可以推向商业运用了。科学家们预计，这个时间还需要25年左右。

　　光和热本身就是能源，太阳能发电也是接收太阳的光和热而获得的电力。因此题目所说的只有温度高，而没有直接产生电流，怎么会有取之不尽用之不竭的能源呢？这实在是一个基本常识都不懂的问题。

　　在我们这个世界，只有水力和风力发电，是通过流体力学原理来获取机械能发电的，其余发电包括太阳能和火力发电、现在的核电都是用光热转换的。火力发电用煤用油产生热量，热量推动内燃机或者蒸汽机，然后带动发电机才产生电能，通过变压，输送到全国各地。

　　

　　现在的核电是通过核裂变发生的巨大热能，加热高压进入的循环水带出热量，推动蒸汽机带动发电机发电的。

　　可控核聚变发电除了产生热能的原理与现在的核电有区别，发电原理应该是一样的。

　　核聚变需要的只是轻元素，常用的是氢元素的同位素氘和氚，这些元素在海水里就可以提取获得，1升海水可以产生300升汽油的能量，朋友们可以算一下，这个能源可以用多久？

　　所以可控核聚变实现商业化运行以后，困扰人类的能源危机在一个相当长时期就不在话下了，人类文明就将由石化文明升级为核文明了，是一次重大进步。

　　核聚变发生的充分必要条件的确是温度高。但是只是温度高，那是不可控核聚变，比如太阳的聚变和氢弹。

　　其次可控核聚变分为惯性约束和磁性约束。惯性约束是没有较多的电流的，但磁性约束就必须有电流。

　　核聚变和核裂变一样，都是质量亏损带来的巨大能量。在爱因斯坦的质能方程中，E=mc2已经告诉我们，质量亏损一点点都可以释放无比巨大的能量，这是因为即便质量m很小，但是常数c2却很大。

　　科学家发现核聚变的质量亏损是远大于核裂变的，所以释放的能量远大于核裂变。这也是氢弹威力远大于威力的根本原因。

　　在可控核聚变中，惯性约束的方式由于种种不利原因，导致其相较于磁性约束来说并不吃香。

　　磁性约束就是利用真空，环形的磁性线圈把可控核聚变的反应材料约束起来。

　　这些反应材料就是等离子体，等离子体是在一群原子系统中，电子脱离原子后，导致系统中出现了带正电的原子核和带正电的电子，它们组合在一起就是等离子体，整体保持电中性。等离子体们在真空环形磁线圈中高速运动受到磁场约束，势必会产生电流。

　　只要真空磁线圈内的等离子体温度高，电流大，持续反应时间长。那么它们就会尽情在托卡马克中发生核聚变。

　　温度高是可控核聚变的点火温度，因为高温代表等离子体中的原子核运动剧烈，其撞击力度也大，这就增加了原子核们融合成新的原子核的概率

　　电流大 代表参与反应的原子核密度大，这也会提高原子核的撞击概率和释放的能量

　　持续时间长代表 要有足够的时间让原子核们撞击，产生更多能量。

　　只要做到以上三点，可控核聚变就会释放无穷无尽的能量。

　　至于核聚变的材料，也就是氢的同位素，这获取并不难，不断电离海水就行。

　　海水包含的核聚变元素，整整够人类使用数亿年。

　　这种释放能量又大，材料又能供给数亿年。我们当然可以说其为“取之不竭，用之不竭”的开挂能源。

　　人类目前的主流发电方式就是烧开水，不管是核电站还是火电站都是用高温把水烧开然后产生蒸汽推动发电机转子旋转最后产生电流

　　烧开水的目的就是为了产生蒸汽，蒸汽的目的就是为了让发电机转起来，就像我们的手摇式发电机一样，只不过发电站里的发电机都很大所以用的是蒸汽的力量，如果有一天来了一群超人义务帮我们转发电机，那么人类从此就不用烧开水了。

　　回到核聚变上来说，可控核聚变之所以是取之不尽用之不竭，原因就是可控核聚变所需要的氢能源在地球上储量巨大，而且核聚变产生的能量也是巨大的，所以只需要一小部分氢来进行核聚变就能烧开一大锅水，从而产生蒸汽给人类发电。

　　不管是核聚变还是核裂变，都需要烧水才行，所以水才是地球上取之不尽用之不竭的终极能源，如果地球上的水突然都没了，那么人类就只能用风能和太阳能发电了，到时候什么核聚变核裂变通通不管用。

　　宇宙中最普遍存在的天体是什么？恒星。所有恒星内部都进行着核聚变，原料哪里来的？宇宙。以宇宙为背景，可控核聚变技术就不缺聚变原材料了。

　　其实现在主要的发电方式就是“花式烧开水”，用煤烧热水污染环境，那就用天然气，什么？！还释放温室气体？那就用核裂变产生的能量烧热水，用太阳能烧热水！化学能、核能难以被直接利用，需要进行转化，于是聪明的人类就想到了烧开水，用各种反应过程释放的能量，将密封容器内的水加热到超临界状态，高温高压的水蒸气就可以推动汽轮机发电了。

　　核聚变因为直接以“物质”为燃料，释放的能量十分可观，不管是用来烧热水，还是直接热电转换都会比较迅速，更重要的是，仅仅是地球上，可供利用的氘等核聚变原料就可以供人类万年只用。与地球最近的天体月球上，有着丰富的氦-3，也是一种可能被应用的核聚变材料，又是够全体人类用数千数万年。所以实现可控核聚变之后，人类在相当长的一段时期内就没有能源问题困扰了。

　　998、998，不要1998，只要998,998人造太阳带回家…可控核聚变的实现将降低人类很多产业的成本，迅速降低环保成本，直接促进各行业的发展。人类现在挺缺时间的，能源问题限制着很多方面的发展，如果可控核聚变实现，人类就能去实现更宏伟的目标，直接从宇宙中获取资源用于发展人类，将使人类摆脱地球的限制。

　　核聚变反应能够释放出巨大的热能，产生超高的温度。虽然这并不能直接产生电流，但热能可以通过一定的方式转变为电能。

　　目前，人类已经能够使用核能发电，但这种核能是利用核裂变反应，而非核聚变反应。不过，利用核聚变来发电的原理也是类似于核裂变。

　　无论是在核裂变或者核聚变的核反应过程中，反应后都会出现质量亏损，这能产生大量的热能。接下来，这些热能会被用于加热水来产生水蒸气。高压水蒸气推动汽轮机旋转，然后汽轮机带动发电机进行发电。在这个过程中，核反应释放出的热能先是转化为机械能，然后再转化为电能。事实上，火力发电站的工作原理也是类似于核电站，只不过火力发电站的热能来自于化石燃料的燃烧。

　　虽然核裂变反应已经被用于发电，但其原料来源问题，以及产生放射性污染的问题都很难得到有效解决。相比之下，核聚变反应的原料——氘和氚，来源非常丰富，可以说是取之不尽用之不竭，因为它们可以从全球海水中提取。而且月球上还储藏着大量的氦-3，这也能用于核聚变反应。另外，核聚变反应不会产生放射性废物，这是一种十分清洁的能源。

　　为了利用核聚变来发电，需要有效控制核聚变反应过程，而不能像氢弹爆炸那样是不可控的。正因为如此，人类正在不断研究可控核聚变，这是解决能源危机的一个很好途径。

　　答：这个不得不说伟大的卡诺循环，卡诺循环指出通过两个热源，可以把热量转化为“功”，并限定了流动热量和做功之间的极限效率。

　　核聚变可以不断释放能量，本质上就是核聚变提供了一个高温热源，这个高温热源和环境（低温热源）组成两个有温差的热源系统，于是就可以利用这两个热源做功，并对外输出电能。

　　卡诺循环指出，热机做功和热量流动之间，存在一个极限效率，这个极限效率和高低温热源的温度有关，与介质的属性无关；从本质上说，卡诺循环是热力学第二定律的结果。

　　热力学第一定律指出能量是守恒的，但同时热力学第二定律也指出，不同形式的能量是有区别的，我们可以把电能100%地转化为热能，但是却无法把热能100%地转化为电能而不引起其他变化。

　　目前，核电站（核裂变）使用的热功转化系统，和火力发电厂的原理是一样的，只是提供热能的方式不一样而已；说白了都是烧开水，然后高温蒸汽推动汽轮机转动，汽轮机带动发电机发电。

　　只要高温热源能持续输出热量，整个系统就能不断地输出电力；所以，核聚变本身虽然不输出电力，但是我们通过特殊装置，可以把核聚变释放出来的能量，转化为其他形式的能量，比如电能。

　　好啦！我的答案就到这里，喜欢我们答案的读者朋友，记得点击关注我们——艾伯史密斯！

　　

　　核聚变只是温度高，并不直接产生电流，为什么能源可以取之不尽用之不竭？

　　有一句话不知道各位有没有听说过，说的是“人类文明的发展史就是一部花式烧开水的历史！”，尽管非常粗暴，但却非常形象的形容出了人类文明的能源转换与利用历史，其实是非常原始的！

　　这就是现代技术最先进的核裂变电站的内部，除了反应堆之外，其他与火电厂的原理是一样的，一样是将水烧成蒸汽，然后推动汽轮机，再由汽轮机推动发电机发出我们所需要的电能！

　　未来的热核聚变电站的典型原理结构，与裂变电站不一样的是裂变堆换成了聚变堆，原理上依然没有任何改变！那么就没有其他直接将电能转换途径了吗？当然有，而且应用非常广泛！

　　比如各位都知道的飞出太阳系的旅行者一号用的就是核电池，全称为“放射性同位素电池”！原理是将放射性同位素在衰变过程中释放的高能粒子转换为电能的一种设备，如果按其转换过程则可以区分为：热致光电式核电池、辐射伏特效应能量转换核电池、荧光体光电式核电池、热离子发射式核电池、温差式核电池、电磁辐射能量转换核电池和热机转换核电池以及直接充电式核电池、气体电离式核电池等。其中最后两种是直接转换式，使用比较少！核电池的特征是寿命极长，比如旅行者的电池从1979年发射升空到现在已经使用了将近40年，尽管其现在已接近失效，但依然可见其超长的寿命！

　　但核电池有一个毛病，就是重量功率比不大，而且转换效率极低，一些航天器或者无人值守难以利用太阳能等普通能源的区域，或者北极等地区的功率要求不高特种设备供电以外，其他高功率场合是难以应用的！

　　但在我们生产领域没有那么多乱七八糟的要求，只要有高温，那么我们可以建造大规模的换能设备将之转换为电能，裂变可以产生高温，聚变也可以，但就优势而言，聚变秒杀一切“烧水”设备，似乎可以称之为终极的烧水壶！！而剩下的事情就是汽轮机和发电机的事情了！

　　裂变反应对堆芯内部

　　裂变反应堆启动.....

　　因此我们需要的只是高温，而是什么东西来产生高温我们似乎并不在意，但整体而言，要求储量大，污染少甚至没有的核聚变是最好的！

　　人类就是喜欢花样烧开水，从火电站，到核电站，是靠烧开水或者说烧锅炉来发电，只不过前者烧的是煤炭，后者烧的是核裂变产生的原子能，本质都是利用水来吸收热量，生成高温高压的水蒸气来驱动汽轮机，带动发电机来发电。

　　而核聚变会比核裂变释放更多的能量，典型的例子就是我们太阳系的恒星-太阳具有天然的核反应堆，依靠太阳内部核心的核聚变反应，通过氢核聚变成氦核时的质量亏损产生能量，这时可以用爱因斯坦的质能方程可以用来解释。

　　简单说，太阳通过燃烧内部的氢来供给整个太阳系的光和热，但核聚变也不能说是取之不尽，聚变照样是会消耗氢燃料的，就太阳内部氢的含量和聚变速率来讲，太阳已经到了中年，还能继续燃烧50亿年。

　　而在地球上，人类无法实现太阳核聚变需要的高温高压条件，我们目前能人工实现的只是不可控的热核反应，也就是核聚变的军事应用 - 氢弹。为了实现人工可控的核聚变，现在最有希望的是采用磁约束的方式，也就是经常会听到的托卡马克聚变实验堆，还有的途径就是通过激光打靶等方式，以强激光约束最终达到聚变条件。

　　目前热核实验堆是最有可能实现人类可控核聚变的梦想，我国也在此投入大量的研究，但国际上热核聚变仍处于基础研究阶段，距离实际应用，还需要几十年的时间，乐观的来看，至少本世纪末，人类就可以用核聚变来烧开水，驱动发电机来发电了。

　　能源并不是取之不尽用之不竭的，我们必须要节约能源，地球上的能源积攒了几十亿年很丰富，但是如果不节省挥霍下去早晚有一天会耗尽。

　　当今社会人们对于能源最常用的就是电能，当然有车一族一定对油价痛心疾首，如果能源取之不尽用之不竭油价那么贵干嘛？当然这里说的有点跑题。现在最常用的能源来源都是地球经过数十亿年沉淀下来的化石能源，通过锅炉燃烧煤产生热能加热水产生蒸汽，蒸汽推动汽轮机连接发电机最终就是我们使用的电能，现在火电是主要的发电方式，利用水的势能、风的动能发电的水电、风电占一部分。现在国际着力发展的核电主要是裂变反应放出能量加热水变蒸汽，汽轮机带动发电机发电。

　　能源并不会凭空消失而是可以相互转化的，核聚变产生高温虽然并不是直接产生电流，但是可以通过加热水的温度，最终可以通过汽轮机带动发电机发电了。但是现在的核聚变并不控是一次反应，只是用在军事武器上。如果有一天人类掌握了可控核聚变的技术，那么我们就不用仅仅依赖地球上的化石能了，并且可以有充足的能源面向星辰大海了。

　　核聚变产生能量的效率较高，作为核聚变的燃料充足，但是依然不能随意挥霍能源。就像太阳那么大燃料那么多，终究也是有燃料耗尽的那一天，更何况地球上的储量。

　　这个问题可以从以下三个方面去解答：

　　宇宙中，高温物体会通过热传导、热对流、热辐射这三种形式将能量传递出去，我们用手去握热水杯会感觉到烫手，是因为高温度的水将热流热传递到水杯内壁，水杯内壁通过热传导又将热流传递到外壁和皮肤上的感觉神经末梢。

　　太阳是通过热辐射的形式将能量向太阳系释放，单位时间内释放的能量可以通过Q=σFT^4来计算。核聚变过程释放的能量同样可以通过这三种形式的热传递方式向外释放。

　　风、水、火、核等一次能源通过各种形式将能量传递到发电机的转子，发电机转子做切割磁力线的运动，根据电磁感应定律就产生了电流。

　　风电是通过风机叶片旋转来带动发电机转子转动，核电和火电是通过烧水产生高压蒸气来推动汽轮机叶片，汽轮机转子同轴带动发电机旋转产生电流的。

　　太阳也有寿命，寿命大概是100亿年，因为核聚变需要氘氚等聚变材料，核电站核裂变也需要新燃料，而这些材料也是有限的，目前全世界铀矿储量有限，目前探明约460万吨，开采难度也是极大的，难度远大于淘金的难度。

　　相较于传统的能源获取方式，核聚变和核裂变材料单位质量释放能量密度更高，给人一种用之不竭的感觉，其实不是的，生活中依然应当提倡节约用电。

　　

　　我是核先生，今天的科普就到这里了，更多科普欢迎关注本号！