為什麼一些大國要做人造太陽的研究工作？

11-27

小時候看到中國有報道過中國人造太陽的新聞，還和國外的進行對比？不是很明白人造太陽的意義所在！？要是是為了替代太陽那就有點考慮太遠了吧！？（補充一下，最後一句是調侃，我知道那個不是為了做太陽，是想問這個技術，有什麼用？最初因為在人人上看到過一篇科普文，專門用來介紹幾個國家進行的人造太陽實驗方向和進展，我知道老婆餅和老婆的區別好吧！

）

你對「人工太陽」的理解大霧，就像我當年聽到「黃頁」一樣，有一種「為什麼會有這種東西存在」的感覺，心中有千言萬語的吐槽說不出，直到有一天我真的看到了「黃頁」，我想說的就只有一句：「我褲子都脫了你就給我看這個！？」

所謂「人工太陽」並不是真的造個太陽，眾所周知，想要小太陽的話不需要這麼麻煩，只要在春天把太陽種子種到地里就可以了，到了秋天就能收穫好多好多個太陽，一個送給南極，一個送給北冰洋，一個掛在冬天一個掛在晚上……咳咳……其實「人工太陽」的本體是可控核聚變。

目前為止一切可以有序利用的核能都是核裂變，由比較大的放射性原子裂變成比較小的原子，從中獲得釋放的能量。但是這核裂變有很多缺點，比如原料污染大、核裂變釋放能量不夠多、核材料稀缺等。所以我們自然而然的把目光投向核聚變。

核聚變是由較小的原子聚集成較大的原子從而釋放能量的過程，一般我們用氫原子的同位素來實現。核聚變的好處是原料易得（海水中的氚、氘簡直要多少有多少）、污染小（都是氫嘛……）、釋放的能量更多。但是核聚變也有個問題，那就是要求的溫度非常非常高，高到什麼程度呢？高到目前沒有任何一種容器能夠承受的程度。

沒有容器能夠承受的意思就是沒辦法民用，想要啟動聚變反應，就只能拿原子彈去炸，這樣就變成氫彈了……

所以科學家們想了一個辦法，那就是用托卡馬克，即用磁場約束核聚變。簡單來說，就像霍格沃茨裡面一樣，用磁場讓核聚變的原子「懸浮」起來，這樣就不需要用容器了。

聚變、懸浮、釋放巨大能量……這是不是很像「太陽」？所以就叫它「人工小太陽」了。

現在這項技術還停留在實驗室階段，遠遠沒有成熟，一旦成熟進入商用，那麼我們人類也許能夠永遠擺脫石油和能源危機了……這真的意義特別重大。

我國目前在這個領域的研究還挺領先的，（謝評論區小夥伴指正）合肥有單位在做這個。你有興趣可以去查查。以後千萬不要望文生義。

誰說要取代太陽了……
是為了獲取更多的能源啊……
只不過這個方法和太陽一樣都是基於輕核聚變的，所以才叫人工太陽……

樓主本人實驗室做的就是聚變研究，人造小太陽並不是要造小太陽出來，而是用磁場約束等離子體實現可控核聚變，將聚變等離子體用磁場與裝置隔開一定的距離以使壁材料可以承受大量熱負荷，裝置壁通常由很厚的防輻射材料和耐熱材料組成，裡邊有液體散熱管，吸收熱量並驅動汽輪機發電。

目前實驗室條件下實現聚變至少需10Kev，也就是一億度左右的溫度，國外已經有部分裝置溫度接近了這個值實現部分聚變原料的核聚變，但是其功率產出比還沒有達到要求，也就是說讓其達到這麼高溫度消耗的電比熱量加熱水再發電後產生的電少，所以還無法商用。
聚變過程會產生大量的x射線和中子，中子會使裝置壁及其周圍物質活化變成放射性同位素，所以未來大裝置的周圍的探測檢測裝置的維護安裝都要靠機器人，人進去立馬輻射over了。還有目前國內外每次放電時間(可以理解為聚變反應時間)最常用的就幾分鐘，即使可以聚變，這麼短的時間根本就無法商用，還有聚變領域很多物理現象也沒搞清楚，所以聚變其實目前在各種方面還有很多問題。
最後一點原料，目前聚變的原料是氘和氚，氚不好弄，半衰期為12年，自然界幾乎沒有，氚主要通過中子轟擊鋰產生，而且由於其半衰期問題不好存儲，ITER(國際聯合聚變堆，目前在建最大聚變裝置)需求的聚變氚要幾千克，而國內承包的該項目氚製造目前只能造出克量級，離能用還差遠。
補充一點，我們實驗室的是小型聚變裝置，從聚變研究的結果來看，裝置越大越有利於聚變，但是越大問題越多，像前面提到的ITER，其放電電流在150MA，一旦等離子體瞬間熄滅，該電流造成的破壞可以瞬間摧毀裝置，所以問題還很多啊。。
總結主要包括幾點:材料，防輻射問題，原料問題，大型裝置防破裂問題，還有很多未解決的物理問題。。。我們老師說，ITER示範堆建起來至少到2025年(最開始是說要2015年的)，至於商用，沒研究清楚目前也不好說。或許激光聚變，仿星器才是聚變發展的方向，只不過磁約束聚變在近幾十年取得了優勢發展，但是很多懸而未決的東西。
最後吐槽一點，不要聽國內媒體瞎吹，國內的聚變研究和國外差的不是一個檔次。國內的裝置幾乎都是國外的老裝置搬過來改造的裝置(EAST除外)，像我們實驗室的裝置:美國70年代的裝置，80年年代沒錢停運，2007年搬過來裝好國內開始研究，你沒看錯，就是代差。。這就是國內研究現狀。。

說白了，就是可控核聚變。
太陽是通自身引力來約束其內核反應物質進行發光發熱的恆星，而人類要想利用類似太陽的核聚變作為能源，也必須要經過可控化這個環節。否則只能造出不可控的，用於武器的核聚變裝置——氫彈。
因此，為了實現對能源的高效利用，我們需要進行可控核聚變，或者說是人造太陽的研究。

贊同我的，請多給我點贊好么？我已經收到過三次感謝了！

因為煤和石油快挖完了呀。
要想以後還有電可以讓我們刷知乎，總得找點新辦法發個電

物理原理樓上說得很清楚了。我來糾正下樓上個別的錯誤

現在可控核聚變主要分兩個流派
1磁約束聚變
這個現在是國際上幾個大國在合作搞一個大項目ITER。水平上歐洲相對高點，美日中次之，不過沒有很大的差別，ITER建成後知識產權也是所有投資方共享的。中國做這塊的主要是合肥的等離子所，中科大，以及成都的西南物理研究院
2慣性約束聚變
這塊因為用到高水平激光器，而高水平激光器可用于軍用，所以各國都是自己偷偷摸摸在做，不像磁約束聚變那樣大家一起研究。這方面美國第一。中國主要由九院在做，比美國的要差點，不過也能算第二梯隊的了。

有了可控核聚變，人類才有明天

人造太陽是熱核聚變，是最終解決我國乃至全人類能源問題的戰略新能源。並不是說弄出另一個太陽。

這種問題能先百度么。。。

有了這技術，能源就不是問題。一升海水中提取可控核聚變的原料氘所釋放的能量相當於300升汽油完全燃燒釋放的能量

中國在這個領域有先天的優勢，加上機遇很好，走到世界第一集團，不是偶然的。說先天優勢，是因為我們有王淦昌先生這樣一批理論上的大師，使得我們的基礎並不落後。國家對於能源的重視不是一天兩天了，自1956年的12年科學規劃以來，核聚變的研究已經進行了半個世紀，積累了大量的經驗。還有一個祖宗留給我們的好禮物：內蒙古白雲鄂博的稀土資源。它使得我們的超導工藝和激光技術並不落後——這可是受控核聚變的重要組成部分。說我們機遇好，一方面是當年蘇聯解體，俄羅斯賤賣家底，我們得到了俄國的HT-7超脫卡馬克，使我們跨越性的認識了這一系統。另一方面，國際扯皮使得ITER拖了近20年，我們贏得了追上去的機會，試想1985年ITER正式開建，怎麼可能有中國的事情？中國人在這個關乎人類生存的領域，總算佔有了一席之地，希望能良好的發展下去，早日求得正果，若如此，不僅為華夏之福，更是寰宇之大幸也。

因為化石能源的儲量是有限的，是不可持續的，早晚一天會用完，而且這一天不會太遙遠。
人造太陽就是可控核聚變，它的原料在地球上儲量極其豐富，清潔無污染。一旦在技術上實現低成本的能量輸出，就會徹底擺脫能源對於發展的制約，能源危機，環境污染和破壞問題將得到徹底解決，所以說它是一種前景無限光明的能源。

地球上目前所有能源風能水能化石能源歸根結底都是利用太陽能，擁有可控核聚變人類就能擺脫資源的詛咒

…………
人造太陽是對可控核聚變的一種帶有膜拜意味的稱呼。
因為如果可控核聚變真的能夠被工業化規模化，能源危機或許就不存在了。
三體里，丁儀博士作為可控核聚變的主要理論貢獻者說了這麼一句話：現在，能源已經不是需要節約的東西了。

沒有人造太陽人類將困死於地球，化石能源用盡，人類重回石器時代

這東西用好了是太陽，用不好就是大規模殺傷性武器，小學生最愛玩的擼啊擼里，曙光女神他爺爺一個大招秒了整個星球…

那是人工可控核聚變（目前為止人類大規模利用核聚變的方法只有……氫彈）……叫人工太陽因為太陽是核聚變放能而不是核裂變放能，僅此而已

。。太想當然了，人造太陽就是可控核聚變，一旦實現的話以後咱用電都不用交錢了。哈哈，開個玩笑

當然要做長遠的考慮了，俗話說人無遠慮必有近憂嗎，萬一哪天太陽熄滅了，有了這項研究我們還可以掛個人工太陽來照亮啊！！！你說重要不重要？

對了，大哥，下次能在百度上問得問題，就別到知乎問了吧，真的，知乎很可怕的。