『壹』 如果有人發明了可控核聚變的裝置,他能成富翁么
這種技術是劃時代的技術,它可以一下就解決全人類的能源問題,誰若能發明該技術,誰就能名垂千古的!還愁錢的問題嗎?
『貳』 中國在可控核聚變技術上的哪兩大方向,都能領先世界
核能分為核裂變能與核聚變能,前者已經被人類加以利用用來發電,而裂變堆的核燃料蘊藏極為有限,不僅產生強大的輻射,傷害人體,放射性核廢料的處理也一直是讓人頭疼的難題。
而石油、可燃冰等能源總有窮盡的一天,所以科學家就在思考,有什麼方式可以實現無窮無盡的能源。最後,科學家們將目光聚焦在了可控核聚變上。
中國之所以能夠在可控核聚變上領先世界,就是靠的先輩們的不懈努力與開拓。如果沒有王淦昌這些元勛們的高瞻遠矚,中國就只能跟在其他人後面亦步亦趨,我們應該向這些英雄科學家們致敬。
『叄』 什麼叫核聚變
核聚變,又稱核融合。是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。
相比核裂變,核聚變幾乎不會帶來放射性污染等環境問題,而且其原料可直接取自海水中的氘,來源幾乎取之不盡,是理想的能源方式。
目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。
在2005年,部份科學家相信已經成功做出小型的核聚變1 ,並且得到初步驗證2 。首個實驗核聚變發電站將選址法國3 。
目前主要的幾種可控核聚變方式:
超聲波核聚變
激光約束(慣性約束)核聚變
磁約束核聚變(托卡馬克)
『肆』 實現核聚變的方法有哪些
人們認識熱核聚變是從氫彈爆炸開始的,氫彈爆炸時能釋放出極大的能量,會給人類帶來災難。而科學家們卻希望發明一種可以有效地控制「氫彈爆炸」的過程的裝置,讓能量能夠持續穩定的輸出,用來解決人類面臨的能源短缺危機。利用核聚變發電是21世紀的重要技術,它主要是把聚變燃料加熱到1億攝氏度以上的高溫,從而讓它產生核聚變,然後人們就可以利用其輸出的熱能。
核能是能源家族的新成員,它包括裂變能和聚變能兩種主要的形式。裂變能是重金屬元素的質子通過裂變而釋放出巨大能量,目前人類已經實現商用化。因為裂變需要的鈾等重金屬元素在地球上的含量稀少,而且常規裂變反應堆會產生長壽命、放射性較強的核廢料,污染環境,因此這些因素一定程度的限制了裂變能的發展。而核聚變的形式目前還尚未實現商用化。
核聚變是指由質量小的原子(主要是指氘或氚),在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合的作用,從而生成新的質量更重的原子核,並且伴隨著巨大的能量釋放出來的一種核反應形式。原子核中蘊藏著巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核轉化為另一種原子核)往往還伴隨著巨大能量的釋放。如果是由重的原子核變為輕的原子核,叫做核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變為重的原子核,就叫做核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。
比原子彈威力更大的核武器是氫彈,它就是利用核聚變來發揮作用的。核聚變的過程與核裂變相反,核聚變是幾個原子核聚合成一個原子核的過程,只有較輕的原子核才會發生核聚變,比如氫的同位素氘、氚等。核聚變會釋放出巨大的能量,而且要比核裂變釋放出的能量大很多。太陽內部連續進行著氫聚變成氦的過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。
利用核能的最終目的是要實現受控核聚變釋放的能量。核聚變和核裂變相比,它有兩大優點:一是地球上蘊藏的核聚變能源遠比核裂變能量豐富得多。據專家測算,每升海水中含有0.03克氘,而地球上有70%的面積被海水所覆蓋,所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘,經過核聚變釋放的能量相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。如果把地球上海水中所有的氘全部用於核聚變反應,那麼其釋放出的能量足夠人類使用幾百億年,而且其反應產物是無放射性污染的氦;二是由於核聚變過程中需要維持極高的溫度,如果某一環節出現問題,燃料的溫度下降,核聚變反應就會自動終止。也就是說,聚變堆是安全的。因此,聚變能是一種無限的、環保的、安全的新能源,這就是為什麼世界各國,尤其是發達國家都不惜花費大量人力物力財力,競相研究、開發聚變能的原因所在。
目前,實現核聚變的方法有很多種。最早的著名方法是「托卡馬克」型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場,把等離子體約束在很小范圍內。雖然在實驗室條件下已接近成功,但要達到工業應用的水平還有一段遙遠的距離。按照目前的技術水平,要建立「托卡馬克」型核聚變裝置,需要大量的資金支持;另一種實現核聚變的方法是慣性約束法,慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體,裝入直徑約幾毫米的小球內,從外面均勻射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸發,球面內層受到它的反作用,會向內擠壓(反作用力是一種慣性力,靠它使氣體約束,所以稱為慣性約束),就像噴氣飛機氣體會往後噴而推動飛機飛行一樣,小球內氣體受擠壓而壓力升高,並伴隨著溫度急劇升高而升高,當溫度達到所需要的點火溫度(大概需要幾十億攝氏度)時,小球內的氣體便會發生爆炸,並產生大量熱能。這種爆炸過程所需的時間很短,只有幾皮秒(1皮等於1萬億分之一)。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去,所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站釋放的能量。
原理上看很簡單,但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率,離需要的功率還差幾十倍、甚至幾百倍,再加上其他種種技術上的問題,使得慣性約束核聚變仍是人類可望而不可及的技術。
核聚變是當前社會最有發展前途的新能源,核聚變反應是氫彈爆炸的基礎,能夠在一瞬間產生大量的熱能,但目前人類還無法加以利用。如果使核聚變反應在一定的約束區域內,能夠根據人們的意圖有控制地使其產生與進行,實現持續、平穩的能量輸出,就可以實現受控熱核反應。不過,這正是目前科學家們進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎,如果聚變反應堆一旦實驗成功,則可能會為人類提供最環保而又取之不盡的新能源。
『伍』 什麼是核聚變
太陽核聚變區內,一千五百萬度的高溫和三千億地球大氣壓剛好能發生核聚變,由於要四個氫原子核聚變成一個氦原子.這種核聚變的速率是很低的, 所以太陽核聚變能穩定維持一百億年, 然而太陽的質量是巨大的有 1.989×10^30 千克,總輻射功率仍高達 3.86×10^26 瓦特.我們人類是幸運的, 因為太陽已平穩發光發熱五十億年後, 地球上才產生了人類,如果太陽核聚變速率很快,發光發熱一千萬年就熄滅, 也就沒有我們人類.還有,太陽的全部核燃料-氫原子核,五十億年前早就"裝填"進核聚變區內, 太陽卻可以慢慢地"享用",正是太陽內部的強大引力成為約束核聚變區的極好容器,使得它能穩定運行,這真是大自然的傑作,目前我們人類是望塵莫及的.我們研究的受控核聚變反應堆, 核燃料-氘原子核(為氫的一種同位素,不能用氫原子核)必須勻速加註, 就象汽車發動機的汽油噴油總成的工作方法.如果把五年裡的核燃料一下子都加進去,這反應堆就成氫彈了.盡管我們研製出幾種受控核聚變反應堆,但只能短暫運行, 要達到商業化, 還需幾十年的努力. 可太陽在五十億年前就已實現了. 我們製造的氫彈,核燃料也是氘原子核,兩個氘原子核聚變成一個氦原子,容易多了, 這種核聚變的速率比太陽核聚變高多了,所以氫彈一下就爆炸掉.試想,我們也學太陽, 僅用氫原子核裝填氫彈,製造一枚100%的氫彈, 那它100%不會爆炸, 我們"投機取巧"引爆氫彈的核聚變, 而太陽點燃核聚變全憑它的實力-巨大質量下產生的的強大引力.
『陸』 核聚變 哪幾個國家掌握
不可控核聚變 就是氫彈只有中國 前蘇聯 美國
可控核聚變無國家掌握此技術,受控熱核聚變能的研究分慣性約束和磁約束兩種途徑。20世紀下半葉,聚變能的研究取得了重大的進展,托卡馬克類型的磁約束研究領先於其它途徑。托卡馬克(Tokamak)是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。
我國在2006建成EAST,可持續放電400s,中心溫度達幾億度,技術指標十分先進,性能遠處同輩
『柒』 核反應堆第一個發明人是誰現有哪些國家擁有核裝置
第一座反應堆是抄費襲米(Enrico Fermi)領導建立的,在芝加哥大學斯塔格運動場看台底下的一個網球室內,被命名為CP-1(Chicago Pile-1),1942年12月2日達到臨界。這是個實驗堆,是曼哈頓計劃的一部分。
「核裝置」的范圍不好說,不好明確定義指什麼,如果廣義講醫院的X光機都是核裝置。如果是說核電方面,那麼擁有核電站的國家有:
美國、法國、日本、俄羅斯、韓國、英國、加拿大、印度、德國、烏克蘭、中國、瑞典、西班牙、比利時、捷克、瑞士、芬蘭、匈牙利、斯洛伐克、阿根廷、巴西、保加利亞、墨西哥、巴基斯坦、羅馬尼亞、南非、亞美尼亞、荷蘭、斯洛維尼亞。全世界共用436座反應堆。
在建反應堆的國家有:
中國、俄羅斯、韓國、印度、保加利亞、斯洛伐克、阿根廷、芬蘭、法國、伊朗、日本、巴基斯坦、美國。
不能保證數據是最新,相關數據可以在IAEA(國際原子能機構)的網站上找到。
『捌』 核聚變是什麼
核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。
核聚變,即氫原子核(氘和氚)結合成較重的原子核(氦)時放出巨大的能量。 熱核反應[1],或原子核的聚變反應,是當前很有前途的新能源。參與核反應的氫原子核,如氫(氕)、氘、氚、鋰等從熱運動獲得必要的動能而引起的聚變反應(參見核聚變)。熱核反應是氫彈爆炸的基礎,可在瞬間產生大量熱能,但目前尚無法加以利用。如能使熱核反應在一定約束區域內,根據人們的意圖有控制地產生與進行,即可實現受控熱核反應。這正是目前在進行試驗研究的重大課題。受控熱核反應是聚變反應堆的基礎。聚變反應堆一旦成功,則可能向人類提供最清潔而又是取之不盡的能源。
編輯本段反應條件
核聚變是指由質量小的原子,主要是指氘或氚,在一定條件下 太陽的能量來自它中心的熱核聚變
(如超高溫和高壓),發生原子核互相聚合作用,生成新的質量更重的原子核,並伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。原子核中蘊藏巨大的能量,原子核的變化(從一種原子核變化為另外一種原子核)往往伴隨著能量的釋放。如果是由重的原子核變化為輕的原子核,叫核裂變,如原子彈爆炸;如果是由輕的原子核變化為重的原子核,叫核聚變,如太陽發光發熱的能量來源。 目前人類已經可以實現不受控制的核聚變,如氫彈的爆炸。但是要想能量可被人類有效利用,必須能夠合理的控制核聚變的速度和規模,實現持續、平穩的能量輸出。科學家正努力研究如何控制核聚變,但是現在看來還有很長的路要走。
編輯本段可控核聚變方式
目前主要的幾種可控核聚變方式: 超聲波核聚變 激光約束(慣性約束)核聚變 磁約束核聚變(托卡馬克) 典型的聚變反應是 411H—→42He+20n+1e+2.67×107eV 21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV 21H+21H—→31He+11H+4×106eV 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 後三個反應的凈反應是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV
編輯本段核聚變的應用
1、可控核聚變的發生條件 產生可控核聚變需要的條件非常苛刻。我們的太陽就是靠核聚變反應來給太 EAST全超導非圓截面核聚變實驗裝置
陽系帶來光和熱,其中心溫度達到1500萬攝氏度,另外還有巨大的壓力能使核聚變正常反應,而地球上沒辦法獲得巨大的壓力,只能通過提高溫度來彌補,不過這樣一來溫度要到上億度才行。核聚變如此高的溫度沒有一種固體物質能夠承受,只能靠強大的磁場來約束。此外這么高的溫度,核反應點火也成為問題。不過在2010年2月6日,美國利用高能激光實現核聚變點火所需條件。中國也有「神光2」將為我國的核聚變進行點火。 2、核聚變的反應裝置 目前,可行性較大的可控核聚變反應裝置就是托卡馬克裝置。 托卡馬克是一種利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器。它的名字Tokamak 來源於環形(toroidal)、真空室(kamera)、磁(magnit)、線圈(kotushka)。最初是由位於蘇聯莫斯科的庫爾恰托夫研究所的阿齊莫維齊等人在20世紀50年代發明的。 托卡馬克的中央是一個環形的真空室,外面纏繞著線圈。在通電的時候托卡馬克的內部會產生巨大的螺旋型磁場,將其中的等離子體加熱到很高的溫度,以達到核聚變的目的。 我國也有兩座核聚變實驗裝置。 3、核聚變的優劣勢 優勢: (1).核聚變釋放的能量比核裂變更大 (2).無高端核廢料 (3).可不對環境構成大的污染,而且反應過程容易控制,核事故風險 極低! (4).燃料供應充足,地球上重氫有10萬億噸(每1升海水中含30毫克氘,而30毫克氘聚變產生的能量相當於300升汽油) (5).無法用作核武器材料 也就沒有了政治干涉! 劣勢: 反應要求極高,技術要求極高 從理論上看,用核聚變製造武器和提供部分能源,是非常有益的。但目前人類還沒有辦法,對它們進行較好的利用。 (對於核裂變,由於原料鈾的儲量不多,政治干涉很大,放射性與危險性大,核裂變的優勢無法完全利用。截至2006年,核能(核裂變能)發電佔世界總電力約15%。說明了核裂變的應用的規模之大,更能說明優勢比核裂變更大的核聚變能源前景更加光明。科學家們估計,到2025年以後,核聚變發電廠才有可能投入商業運營。2050年前後,受控核聚變發電將廣泛造福人類。 )
編輯本段核聚變與恆星發光原理
當四個氫原子在高溫下靠得很近時,四個質子會撞到一起時,其中兩個會發生衰變,釋放出兩個反中微子和正電子,變成中子。這兩個正電子會與原子核外電子相互湮滅,形成兩個光量子;剩下的一共有兩個中子、質子和電子,恰好形成一個氦原子。絕大多是恆星都是通過質子的衰變而發出光芒,這在日常生活中也用途很大。
編輯本段另一定義
比原子彈威力更大的核武器—氫彈,就是利用核聚變來發揮作用的。 EAST全超導非圓截面托卡馬克實驗裝置
核聚變的過程與核裂變相反,是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。只有較輕的原子核才能發生核聚變,比如氫的同位素氘()、氚(chuan)等。核聚變也會放出巨大的能量,而且比核裂變放出的能量更大。太陽內部連續進行著氫聚變成氦過程,它的光和熱就是由核聚變產生的。 核聚變能釋放出巨大的能量,但目前人們只能在氫彈爆炸的一瞬間實現非受控的人工核聚變。而要利用人工核聚變產生的巨大能量為人類服務,就必須使核聚變在人們的控制下進行,這就是受控核聚變。 實現受控核聚變具有極其誘人的前景。不僅因為核聚變能放出巨大的能量,而且由於核聚變所需的原料——氫的同位素氘可以從海水中提取。經過計算,1升海水中提取出的氘進行核聚變放出的能量相當於100升汽油燃燒釋放的能量。全世界的海水幾乎是「取之不盡」的,因此受控核聚變的研究成功將使人類擺脫能源危機的困擾。 但是人們現在還不能進行受控核聚變,這主要是因為進行核聚變需要的條件非常苛刻。發生核聚變需要在1億度的高溫下才能進行,因此又叫熱核反應。可以想像,沒有什麼材料能經受得起1億度的高溫。此外還有許多難以想像的困難需要去克服。盡管存在著許多困難,人們經過不斷研究已取得了可喜的進展。科學家們設計了許多巧妙的方法,如用強大的磁場來約束反應,用強大的激光來加熱原子等。可以預計,人們最終將掌握控制核聚變的方法,讓核聚變為人類服務。 利用核能的最終目標是要實現受控核聚變。裂變時靠原子核分裂而釋出能量。聚變時則由較輕的原子核聚合成較重的較重的原子核而釋出能量。最常見的是由氫的同位素氘(讀"刀",又叫重氫)和氚(讀"川",又叫超重氫)聚合成較重的原子核如氦而釋出能量。 核聚變較之核裂變有兩個重大優點。一是地球上蘊藏的核聚變能遠比核裂變能豐富得多。據測算,每升海水中含有0.03克氘,所以地球上僅在海水中就有45萬億噸氘。1升海水中所含的氘,經過核聚變可提供相當於300升汽油燃燒後釋放出的能量。地球上蘊藏的核聚變能約為蘊藏的可進行核裂變元素所能釋出的全部核裂變能的1000萬倍,可以說是取之不竭的能源。至於氚,雖然自然界中不存在,但靠中子同鋰作用可以產生,而海水中也含有大量鋰。 第二個優點是既干凈又安全。因為它不會產生污染環境的放射性物質,所以是干凈的。同時受控核聚變反應可在稀薄的氣體中持續地穩定進行,所以是安全的。 國際熱核聚變實驗堆裝置示意圖
目前實現核聚變已有不少方法。最早的著名方法是"托卡馬克"型磁場約束法。它是利用通過強大電流所產生的強大磁場,把等離子體約束在很小范圍內以實現上述三個條件。雖然在實驗室條件下已接近於成功,但要達到工業應用還差得遠。按照目前技術水平,要建立托卡馬克型核聚變裝置,需要幾千億美元。 另一種實現核聚變的方法是慣性約束法。慣性約束核聚變是把幾毫克的氘和氚的混合氣體或固體,裝入直徑約幾毫米的小球內。從外面均勻射入激光束或粒子束,球面因吸收能量而向外蒸發,受它的反作用,球面內層向內擠壓(反作用力是一種慣性力,靠它使氣體約束,所以稱為慣性約束),就像噴氣飛機氣體往後噴而推動飛機前飛一樣,小球內氣體受擠壓而壓力升高,並伴隨著溫度的急劇升高。當溫度達到所需要的點火溫度(大概需要幾十億度)時,小球內氣體便發生爆炸,並產生大量熱能。這種爆炸過程時間很短,只有幾個皮秒(1皮等於1萬億分之一)。如每秒鍾發生三四次這樣的爆炸並且連續不斷地進行下去,所釋放出的能量就相當於百萬千瓦級的發電站。 原理上雖然就這么簡單,但是現有的激光束或粒子束所能達到的功率,離需要的還差幾十倍、甚至幾百倍,加上其他種種技術上的問題,使慣性約束核聚變仍是可望而不可及的。 盡管實現受控熱核聚變仍有漫長艱難的路程需要我們征服,但其美好前景的巨大誘惑力,正吸引著各國科學家在奮力攀登。
編輯本段原理
簡單的回答:根據愛因斯坦質能方程E=mc2. 原子核發生聚變時,有一部分質量轉化為能量釋放出來。 只要微量的質量就可以轉化成很大的能量。 兩個輕的原子核相碰,可以形成一個原子核並釋放出能量,這就是聚變反應,在這種反應中所釋放的能量稱聚變能。聚變能是核能利用的又一重要途徑。 最重要的聚變反應有: 式中D是氘核(重氫)、T是氚核(超重氫)。以上兩組反應總的效果是: 即每「燒』掉6個氘核共放出43.24MeV能量,相當於每個核子平均放出3.6MeV。它比n+裂變反應中每個核子平均放出200/236=0.85MeV高4倍。因此聚變能是比裂變能更為巨大的一種核能。 核聚變能利用的燃料是氘(D)和氚。氘在海水中大量存在。海水中大約每600個氫原子中就有一個氘原子,海水中氘的總量約40萬億噸。每升海水中所含的氘完全聚變所釋放的聚變能相當於300升汽油燃料的能量。按目前世界消耗的能量計算,海水中氘的聚變能可用幾百億年。氚可以有鋰製造。鋰主要有鋰-6和鋰-7兩種同位素。鋰-6吸收一個熱中子後,可以變成氚並放出能量。鋰-7要吸收快中子才能變成氚。地球上鋰的儲量雖比氘少得多,也有兩千多億噸。用它來製造氚,足夠用到人類使用氘、氘聚變的年代。因此,核聚變能是一種取之不盡用之不竭的新能源。 在可以預見的地球上人類生存的時間內,水的氘,足以滿足人類未來幾十億年對能源的需要。從這個意義上說,地球上的聚變燃料,對於滿足未來的需要說來,是無限豐富的,聚變能源的開發,將「一勞永逸」地解決人類的能源需要。六十多年來科學家們不懈的努力,已在這方面為人類展現出美好的前景。 典型的聚變反應是 411H—→42He+20-1e+2.67×107eV 21H+21H—→32He+10n+3.2×106eV 21H+21H—→31H+11H+4×106eV 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 後三個反應的凈反應是 521H—→42He+32He+11H+210n+2.48×107eV 即每5個21H聚變後放出2.48×107eV能量。 氘是相當豐富的氫同位素,在海洋中每6500個氫原子就有1個氘原子,這意味著海洋是極大量氘的潛在來源。僅在1L海水中就有1.03×1022個氘原子,就是說每1Km3海水中氘原子所具有的潛在能量相當於燃燒13600億桶原油的能量,這個數字約為地球上蘊藏的石油總儲量。 要使原子核之間發生聚變,必須使它們接近到飛米級。要達到這個距離,就要使核具有很大的動能,以克服電荷間極大的斥力。要使核具有足夠的動能,必須把它們加熱到很高的溫度(幾百萬攝氏度以上)。因此,核聚變反應又叫熱核反應。原子彈爆炸產生的高溫可引起熱核反應,氫彈就是這樣爆炸的。 受控核聚變是等離子態的原子核在高溫下有控制地發生大量原子核聚變的反應,同時釋放出能量。氘是最重要的聚變燃料,海洋是氘的潛在來源,一旦能實現以氘為基本燃料的受控核聚變,人們就幾乎擁有了取之不盡、用之不竭的能源。氫彈爆炸釋放出來的大量聚變能、原子彈爆炸釋放出來的大量裂變能,都是不可控制的。在第一顆原子彈爆炸後僅十多年,人們就找到控制裂變反應的辦法,並建成了裂變電站。原以為氫彈炸爆後能建成聚變電站,但並不如此簡單,即使在地球條件下能發生的聚變反應: 31H+21H—→42He+10n+1.76×107eV 也只能在極高的溫度(>4000℃)和足夠大的碰撞幾率條件下,才能大量發生。因此實際可作為能源使用的受控熱核聚變反應,必須在產生並加熱等離子體到億萬攝氏度高溫的同時,還要有效約束這一高溫等離子體。這就是近幾十年內研究的難題和期望攻克的目標。中國的中科院物理所、中科院等離子物理所、西南物理研究院在實驗工程和理論研究各方面都做了許多的工作,也取得了許多重要的進展。