核弹从良记：艰难的聚变发电 | 老和山下的小学僧

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导读


自从氢弹妹子被五大流氓撩到之后，藏入深闺，天天传授些杀人灭国的阴谋诡计。后来，大伙又看上了可控聚变，于是暗地里逼着氢弹从良，氢弹妹子常年游走于勾心斗角的生死线，可谓，一入江湖深似海，从良堪比登天难。

关于聚变的新闻，记者同志经常拿一堆数字和术语亮瞎咱的狗眼，比如：中国全超导托卡马克核聚变实验装置EAST，成功实现电子温度超过5000万度、持续102秒的超高温长脉冲等离子体放电，EAST既定目标是1亿度1000秒。

本文来告诉你，怎么解读这些新闻。为了照顾小学没毕业的同学，允许我啰嗦一点。

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人类的能量，归根结底来自太阳，石油煤炭天然气甚至食物（除了核能）。地球就是个大号的太阳能电池，充电四十亿年，就为了我们这几百年的挥霍。追根溯源，太阳的能量又从哪里来？容我显摆一下物理知识，特附一篇《黑洞修炼秘籍》，出门右拐，看完再回来。

当人类认识到，宇宙间的能量，无非就是粒子的分分合合，石油充其量只能算个四级经销商，莫不如直接从粒子那搞批发，自个儿拧原子核！于是就出现了“可控核聚变”的概念。

先来段前奏，不然你都不明白为什么各流氓拧个原子核会拧到高潮。

柿子挑软的捏，质子越少越容易拧到一起，若是有100个质子，光是不让它分裂都很难。氢只有一个质子，肯定最容易拧。氢按中子数量分三种：氕氘氚，氕不带中子，习惯叫“氢”，而氘和氚带中子，比氕笨重，反应截面大，更容易拧。这好比，拧太轻的东西容易手滑，稍微重些有利于使劲。所以，聚变最喜欢拧氘氚（D-T）这俩哥们。

给不懂氘氚的初中同学补个课，高中同学请略过。日常生活只涉及化学反应，化学反应的本质仅仅只是外层电子在相互交易，不涉及原子核的变化（即元素不变），而外层电子的属性只看原子核里质子的脸色，也就是元素种类。中子是电中性，对外层电子没影响，只有涉及到原子核的分分合合，中子作为和质子同等重量的存在，自然就有了发言权。而这个层面的事情，目前人类科技里只有核武器、放射性材料和粒子对撞机。所以正常情况下，“质子数量相同，中子数量不同”的原子的化学性质是没有任何差异的，而生物体内都是化学反应，对生物体来说，它们毫无区别。

不过氢原子核只有一个质子，多了中子等于原子核重量成倍增加，这对外层电子略有影响，进而导致氢键强度增加了少许，这使得氘氚的化学反应速率会慢上一拍。因此，长期饮用重水，的确会影响健康，但偶尔喝一杯却是无妨，何况这也不是喝的。总体而言，和普通水没什么区别。

那么，这货从哪里搞？

普通水（由氕构成）中的重水（由氘构成）比例很低，首先利用氕氘重量的差异，采用多级蒸馏，初步得到较高浓度的重水。然后电解，轻水比重水更容易电解，电完之后，剩下的就是比较纯的重水了。整个过程仅消耗电力。重水市场价大约10000元/kg，1kg重水理论上可产生近一亿度电，可见，重水制备成本可忽略不计。氚用中子轰击制备，要繁琐些。氘在海中水的储量有40万亿吨，暂不算月球的氦-3（这玩意儿可以和氘一起聚变），不考虑1亿年后的事情，无论怎么算，都足够人类挥霍了。

墨迹半天，就想说明一个道理：聚变发电=超低成本的电力。

电真是个好东西，这个世界上还有什么事情是廉价的电解决不了的吗？如果有，那就用免费的电！

物质由原子组成，原子和原子连接的玩意儿叫“化学键”，化学键的断裂和重组，就是化学反应，和离婚结婚差不多。日常生活中的一切，都是这些“化学键”在作祟，不管是蓬勃朝气的生命诞生，还是遭人唾弃的白色污染，抑或叹为观止的科技结晶。

遗憾的是，化学键是个非常不靠谱的家伙，几乎没有什么化学键可以抗住一万度的高温。所以，只要把温度加热到几万度，就能让所有的化学键灰飞烟灭，把所有的原子打回到离子状态，再拾掇拾掇就成了最基础的元素，又可以再次被利用。

现阶段，没有足够的电这么玩，只能利用化学反应的能量重组化学键，有点像利用小三破坏婚姻，再勾引与他人结婚，显然这样效率很低。这就是化工行业所谓的“配方和工艺”。

如果电力足够，来看组公式：

元素=设备+电力；

设备=元素+设备+电力；

粮食=元素+设备+电力；

武器=元素+设备+电力；

材料=元素+设备+电力；

妹子=元素+设备+电力；

如果不考虑人力成本和物理空间，制造任何东西，仅仅只需消耗：电力。

刚刚说什么来着，用电不要钱？共产主义社会的既视感，有木有？脑容量有限，无法想象“零成本的电”对国际政治的影响，对伦理道德的影响，对社会形态的影响，对科学技术的影响……

难不成真能跑步进入共产主义啦？可控核聚变啥时能实现？有个笑话：“永远还需50年”，因为这话说了20年都没改过。

学习原理：原子核带正电，2个原子核越靠近排斥力越大，但你又没法捏着原子核把它们拧成一团，所以通常就是让它们高速相撞，只要速度足够快，就可以抵消这个排斥力，拧成一个核。这原理够简单吧！

温度是什么？温度的本质就是粒子的运动速度，100度的空气和10度的空气，只是分子速度不同而已。为了让原子核拥有足够的速度相撞，就需要足够的温度，所以拧原子核都很烫！这原理也不难吧？

如果只有2个原子核，就是速度再快也撞不到一起，因此单位体积内的原子核越多越好。实在密度不足的，就多维持一段时间，时间长了，总有不长眼的原子核会撞到一起。原子核密度体现在宏观参数上就是压强，密度越大压强就越大。这原理也能明白吧？

温度、密度以及维持的时间，这三者必须满足特定的条件，这叫“劳逊判据”。满足劳逊判据，聚变产生的能量就能维持聚变自身拧原子核消耗的能量，聚变才会持续下去，这个俗称聚变点火。

EAST设定的1亿度1000秒的目标，就是聚变点火，过了这个目标，聚变就会持续反应而不再需要外界输入能量。

了解了这些基本原理，拍着脑袋想想也知道怎么设计聚变装置！很简单嘛，把一堆氘氚气体放到一起，狠狠加热即可。嗯，没错。那么问题来了，用什么东西把1亿度的氘氚放在一起？

有两个套路。第一，用N束激光从四面八方围着一个点打，瞬间将原子核挤到一起，俗称“激光打靶”，学名“惯性约束”。这样把氘氚拧到一起，没法持续加料，所以大伙认为这样玩只是为了研究理论，顺便看看能不能替代氢弹的点火装置。惯性约束在本文只是配角，赶紧走个过场。

任何科技领域，不说美帝第一，只说美帝领先，保管错不了！美国国家点火装置（NIF）在2013年首次实现了“输出能量”大于“输入能量”，严谨点说，是大于“激光输入能量”，但仍小于整个系统消耗的能量。

激光从这些孔里射出

2mm大的目标球，内含氘氚

牛牛、高卢鸡、脚盆也玩激光打靶，但只能给美帝提鞋。土共作为资深的“美粉”，本着“美帝有、我也要”的原则，启动了“神光”计划，虽然寒碜了点，某些参数也不输美帝。

送走跑龙套的“惯性约束”，仔仔细细说说第二个套路：磁约束，即，用磁场把原子核拧到一起。

高温下，原子核与电子之间的连结被打破，电子离开原子核，简称“电离”。剩下的那团原子核就叫“等离子体”，带正电，只有带电才能被磁场约束。所以搞核聚变的单位经常叫什么等离子体研究所。

事情到目前为止，看起来还是不错的。可惜，科研和撩妹差不多，前面都谈好好的（理论容易），想要牵手就不容易了（实践困难）。在撩妹界，聚变属于顶级高冷妹子，算起来，磁约束也是老司机了，在聚变撩妹半个世纪，无奈聚变妹子连余光都没瞄一下。

有一条宇宙真理：男生永远不知道自己怎么惹妹子生气了。你以为把1亿度的氘氚放一起就能撩到妹子了吗？太天真了！！！等离子体形态跟气体似的，除了传统的流体力学，还有非常复杂的电磁相互作用。在物理学众多妹子中，流体力学是最没人撩的，套路太深了啊！聚变就是“流体力学”+“电磁作用”+“极端条件”，其行为可以用诡异来形容，本来处的好好的，就一点点扰动，瞬间就翻脸。明明什么条件都满足了，但她就是不聚变。

再一条宇宙真理：撩不到妹子，都是男生的错。你别给那“一点点扰动”，不就没事了吗？你以为我想啊！氘氚聚变产物是氦，氦就属于“扰动”，而且还是浓度不断增加的氦，这对于整个系统的扰动非常严重。还有，加热装置也会影响稳定性，陀螺不用鞭子抽，能自个儿转吗？这功夫相当于，既要鞭子抽，又不能影响陀螺的轨迹。

聚变的磁场分布及运行过程都非常复杂，尽管超级计算机很大程度上可以模拟聚变反应，但最终还是要建造实物才能验证模型是否合理，这货可以轻松入选“十大败家排行榜”。

退一万步讲，即便摸透了妹子的心思，限量版的驴包送的起吗？“聚变堆第一壁”，这是专业术语，就是直接面对聚变的内壁。这可是1亿度啊，还有大量的中子辐射，相当于给太阳公公加一件外套！在这种极端条件下，原子被轰击很容易产生位移，材料的强度取决于原子的排列规则，谁也受不了这么虐待，材料性能很快就会恶化。

再来些技术细节。强大磁场需要强大电流，所以只能用超导材料。超导材料的工作环境至少也得是零下200度的液氮环境，甚至是更冷的液氦。这俩哥们，一个零下200度，一个零上1亿度，你们说说，要同时伺候这俩货，能容易吗？

可控核聚变，当之无愧的人类科技的顶峰！

抱怨归抱怨，无论撩妹有多难，为了繁衍后代，刀山火海也得上，于是各流氓开展了轰轰烈烈的撩妹行动，前仆后继。

咱先定个衡量指标，把“输出能量/输入能量”的比值叫做“Q值”，Q大于1就意味着“输出大于输入”。算上成本，烧锅炉的汽轮机“热电效率”在40%-70%，胡乱再算一些损耗，暂且认为Q=2.5是成本价。商业应用都比较黑，一般认为要Q>50才值得推广。划分一下几个关键点：

Q>0，实现聚变反应，原理性突破标志。

Q>1.0，输出能量大于输入能量，“盈亏平衡”突破标志。

Q>2.5，输出能量转化为电能后仍大于输入能量，“实用化”突破标志。

Q>50，输出能量转化为电能后可实现盈利，“商业化”突破标志。

到了这里，哥们儿，恭喜，你撩成功啦！

聚变这摊子事儿实在太多，讲的都快迷路了，看一眼地图：

按图索骥，从最经典、也最被看好的“托卡马克”说起。

这是俄语，可见当年大毛对这个领域的贡献，从0到1的先驱者（来来来，点上三炷香，大家都拜一拜大毛）。

托卡马克的磁约束特征：纵向和极向线圈非常分明，纵向磁场完全由外部的线圈提供，极向磁场由等离子体自身的电流提供。等离子体是有电阻的，所以感应电流利用“欧姆效应”加热，温度上升后，等离子体电阻下降，后期还要辅助加热手段，比如射频波共振加热、有中性束注入加热等等。

这就是托卡马克的大概原理：利用磁场把氘氚放一起，利用感应电流和其他手段狠狠加热。下面就挨个点名，数一数各流氓的撩妹功底。

大毛：最早想出托卡马克的时候很是神气，折腾了十几年，1970年终于有能量输出了，人类第一次刷到了Q值，虽然只有十亿分之一，但至少证明这套路是可以撩到妹的。以大毛败家的德性，马上搞了一堆，跟他们坦克取一个名，T字头：T-3，T-7，T-15。别人还在玩铜线的时候，大毛的T-7就玩起了超导，才玩了5年就玩腻了，又建了更大的超导T-15。结果大毛不小心玩挂了，T-15就没运行。

新来的二毛砸锅卖铁只求不饿肚子，直到今天都没缓过劲来。这几年也就偶尔刷个新闻显示一下存在感。

欧萌：欧洲的历史连结非常多，经常组团撩妹，所以老规矩，要撩妹、一起上。1983年在大阴帝国建了一个“欧洲联合环JET”，资本家底蕴确实不凡，JET是最大的已建成聚变堆，随后和美日轮流刷Q值，一时风光无限。1997年牛逼的时候Q值达到了0.65，功率创下16.1兆瓦的世界记录，然后就没有然后了，地主家没余粮了。

JET撑到现在很不容易，按计划2018年关闭。这帮人就跑土共这边，希望土共接手JET一起撩妹。然而，土共并没有一起撩妹的取向，顶多去沾点便宜而已（参照大毛的T-7），所以JET结局堪忧。

脚盆：无论从人口国土，还是科技经济看，脚盆都是和英法德平起平坐，历史上曾有望晋升大流氓的帝国，如今却一直被美帝拴着，沦为二流打手，颇不得志。不过，不得不承认，脚盆还是很有志气的，一边和人组团，一边单独撩起了妹，而且表现相当彪悍！

为了防止大家被脚盆吓坏，先打个补丁。聚变最理想的是氘-氚（D-T）反应，所以都以这个为准。用氘-氘或氘-氦得到的数据要折算，比如D-D聚变的10亿度相当于D-T聚变的1亿度。脚盆都是用D-D反应，虽然能换算成D-T的数据，但不等同于技术一样。D-D反应的结构简化很多，成本也不高。

1985年日本原子能研究所“JT-60”托卡马克试验装置正式开始运行，1995年Q值达到1.05，持续0.97秒。换了超导线圈升级成JT-60U后，1996年温度烧到了5.2亿度，Q值刷到了1.25。还没结束，最后直接刷到了1.3以上。

这是人类第一次突破盈亏点，同年的美帝只能达到0.3，但因为是D-D反应，价值就大打折扣。脚盆刷Q值很给力，美帝直接看傻了眼，不经意又把手里的项圈紧了紧。

高卢鸡：作为最不合格的五大流氓，二战时分分钟被汉斯猫秒杀，不过重工业还算拿得出手，别人刷Q值，高卢鸡追求稳定。超导托卡马克Tore-Supra是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置，等离子体温度2000万度，放电时间120秒，粒子密度19个0。这对应用来说很有意义，就算你Q值刷到100，但功率小、不可持续，还不如Q值小却能大功率稳定运行的。

汉斯猫：功底不用说了，被揍趴之后，好东西都被美帝和大毛瓜分，如今依然是欧萌的火车头。汉斯的ASDEX－U、TEXTOR托卡马克没有特别耀眼的数据，但成绩也不差，和土共眉来眼去很长时间，里面好些核心部件是土共这定做的，诊断技术也有合作，不过好像前几年停机了，现在重心往仿星器发展。

南棒：美帝给的图纸，弄了个打酱油的KSTAR，全超导，吹的厉害。还有面条的FT等一些小酱油瓶，全球累计造了不下百个聚变堆，发达国家都有一些，按下不表。

配角就这么些，下面美帝要登场了，大家坐端正啦~

作为人类之光，自然是照耀到角角落落，托卡马克也不在话下。1982年搞了个TFTR，1993年D-T反应烧到了3亿度以上。后来陆续弄了一堆的托卡马克，最先进是普林斯顿等离子物理实验室的NSTX-U，前阵子升级了4年，结果把线圈升坏了，现在还在维修中。麻省理工的Alcator C-Mod，2016年关门前最后一天，回光返照，撩出了新高度，把压强记录刷到了2.05个大气压，压强高意味着粒子密度高，也是很重要的指标。这一下就占据了世界媒体的头条。

看着记者同志胡乱解读这条新闻，实在受不了，还得我来得瑟吧！增加磁场强度就可以提高压强，单纯这么做意义不大，要发生聚变反应，还要考虑磁场分布等等一系列因素。为了追求压强所设计的磁场，或许（我说的是或许）根本就不适用于聚变反应，还不如拿个高压锅去刷压强记录，这可能也是美帝关闭Alcator C-Mod的根本原因。

如今美帝只剩下快40岁的DIII-D在运行，这厮经常和土共的EAST一起玩，DIII-D的加热技术和诊断分析工具还是很牛的，土共就把EAST的模型放到DIII-D上去玩了一把，用以分析EAST模型的优缺点。来而不往非礼也，土共为DIII-D研发的3D线圈于2016年11月正式运行。（小弟们斗得你死我活，大流氓之间猫腻如此之多，哎，寒心了。）

估计短时间内是很难听到美帝在磁约束方面的消息了，注意，只是在磁约束领域，美帝还有激光呢，人家玩具多，不怕没得玩。

美方答谢中方研发3D线圈的匾牌

压轴的终于来了。

土共的家底咱都清楚，苦哈哈出身，在那个年代，别说撩聚变了，就是彩电都搞不定。土共就很知趣跟在屁股后面，有样学样，自个瞎玩。70年代硬着头皮上了第一台托卡马克CT-6，不好玩；1984年的环流一号（HL-1），也拿不出手；后来的HT-6、HT-6B、HL1M、HL-2，连人家尾灯都看不到。

皇天不负有心人，大毛突然挂了！土共赶紧去奔丧，说完节哀，就直接把T-7捎走了。这可是超导托卡马克！土共的心情和范进中举相差无几了，本着人道主义关怀，顺便把几个下岗专家也捎了回来。

捞回来之后做了不少升级，改名HT-7（合肥超环）。这二手玩具玩了20年，直到EAST的顺利运行。虽然没刷什么记录，最好成绩是放电63.95秒，仅次于法国的Tore-Supra，但HT-7培养了大量的人才，在中国聚变历史上绝对是浓墨重彩的一笔。

大毛的T-7

土共升级后的HT-7

EAST是全世界第一个全超导的托卡马克（别人都是部分超导），顺便给土共的超导线圈做个广告。土共的磁铁是最牛的，包括常规磁铁、稀土磁铁以及超导磁铁，听过最神奇的是，磁场分布可以做到和设计分毫不差。以至于美帝的反物质探测器计划都拉着土共，就是因为他们探测器磁场得指望土共做。

EAST全超导，一看这出身，大家就不敢小瞧了。以往“世界聚变能大会”都是欧萌JET、美帝DIII-D和脚盆JT-60U得瑟，土共坐后排流口水。EAST出来后，就让土共第一个得瑟！

2006年EAST开始全面刷记录，目前应该是唯一的“稳态高参数”运行的托卡马克。土共难得有几张不土的照片。

第一壁材料

不得不佩服土共“引进、吸收、再消化”的能力，山寨也好创新也罢，事实就是，土共通过大毛的T-7，一下子就翻身农奴把歌唱了！

托卡马克还有一位不得不提的周天子：ITER。带上板凳瓜子矿泉水，咱来叙一段佳话~

自从氢弹妹子被五大流氓撩到之后，藏入深闺，天天传授些杀人灭国的阴谋诡计。后来，大伙又看上了可控聚变，于是暗地里逼着氢弹从良，氢弹妹子常年游走于勾心斗角的生死线，可谓，一入江湖深似海，从良堪比登天难。

于是，大家逐渐从偷偷摸摸撩妹，变成了相互交流心得。1985年，大毛一拍桌子，得了，这妹子太难撩，不如大家组团吧！第一波撩妹团诞生：美苏欧日，取名“ITER”（国际热核聚变实验堆）。

那个年代，土共就算去提鞋，人家都不想带。不过，美帝和大毛要是能平静地一起撩妹，那太阳要从四面八方出来了！果不其然，美帝退团了！任性归任性，大家都知道，这可控聚变是非撩不可的。做了个天文数字的大概预算后，大毛说，“美帝，你别闹了，要不让土共也一起来吧，反正缺个出钱的冤大头。”

美帝心想：大毛打得好算盘，土共还不是听你的，既帮你出钱，又增加你话语权，呵呵，谁家没几个小弟呢。美帝一琢磨，回话道，“土共家里也不容易，不如让南棒也一起来吧，亚洲四小龙，钱多人傻。”

土共一看有机会，连忙抢话道，“两位大哥别为难，小弟我一勒裤腰带就有钱！”一番博弈之后，2003年土共和美帝于同一天加入ITER，不到半年南棒也进来了。

第一个议题：选址。

脚盆在聚变的表现一直很彪悍，主动请缨，只要ITER落户日本，愿承担30%的费用！客观的说，脚盆各方面条件确实不错，无奈高卢鸡天生自带幸运光环，说道，“我家气候好，放我家吧！”

五大流氓中，高卢鸡是唯一一个与其他四大流氓关系都不错的大流氓，中法的猫腻就不说了，至于法俄关系，要不是乌克兰战争，法俄“西北风级两栖攻击舰”购买合同早就执行完成了，你说他俩能差吗？

所以，用神经末梢都能想的到，立马就分成两派：美、日、韩主张建在日本，中、欧、俄支持建在法国。土共对脚盆的怨念不是一般的深，这种关乎人类文明的大事，拼了老命也不能给脚盆！土共拍着钱包给高卢鸡撑腰，“阿鸡，你尽管闹，哥有的是钱！”欧萌自然也是帮亲不帮理，最后，高卢鸡壮着胆说，“无论结果咋样，哥年底反正就要开建！”

美帝在骆驼地区还要欧萌帮忙，于是就妥协了。脚盆一看选址无望，就开始撒泼打滚。欧萌觉着有点对不住，就答应把脚盆的JT-60升级为全超导的JT-60SA，欧萌承担一半费用。当然啦，链子还是要栓紧的，JT-60SA的结构只能做D-D聚变，不能做D-T聚变。ITER的出钱上，一半费用欧萌承担，其他人各10%，单独给脚盆提供高达20%的工作岗位。从这个结果看，脚盆应该是受了委屈的，就是不知道其中土共下了多少黑手。

2005年6月各方共同签署了《ITER场址联合宣言》，可美帝还是觉着有点心理不平衡，末了，补了一句，“要不，让阿三也来一起玩吧，闲暇之余还能耍个杂技”，事已至此，大家也不在意美帝多个帮手。于是，半年后，阿三拎着钱袋子兴冲冲加入了ITER。

ITER原计划2011年左右投入运行，2030年搞定可控聚变。为了给ITER腾钱，欧萌把欧洲环JET关了，美帝也关关停停，就剩一个DIII-D。

谁知，人算不如天算，ITER计划10年10年的往后推，如今的说法是2036年投入运行。这节奏，谁都怕啊，于是各流氓私底下又开始不安分了。

        更让人傻眼的是，当年只配提鞋的土共，摇身一变成霸主了，不但钱多，手艺还好。如今土共承担了ITER的包层壁、超导线圈等12个任务，基本涵盖核心关键部件；又给高卢鸡整了个WEST，和这边的ESAT对应，想想也是醉了，2年竣工，高卢鸡当场给好评！又给汉斯的ASDEX的装了ICRF加热天线，美帝DIII-D超导线圈的活也接了……反正忙的不亦乐乎！

德国ICRF加热天线验收现场

虽然诸侯割据已是事实，但周天子的面子还是要给的，所以土共无论取得什么成绩，都是打着为ITER探路的旗号。各位留心了，官方新闻通常都有这么几句“某某成果验证了ITER的某设计是可行的，某某进展为ITER提供了重要参考”，呵呵，“都是为了人类，不用谢啦！”当然，土共既然出了钱，还赖在ITER里，肯定是有想法的，“呵呵，都是为了人类，你们有啥好东西也拿出来分享啦！”

言归正传，土共在磁约束方面，资金充沛、人才充实、技术储备也足够，很快又会刷数据的，在托卡马克的领先优势会愈加明显，算是熬出头了。

2016年初EAST把记录刷到了5000万度102秒，听说现在最大的麻烦在内壁上，抗不住那种辐射啊！哎，材料是土共最大的软肋，没有之一。

容我喝口水，这故事太长！各位回头看一眼地图，别迷路了。下面简单说说仿星器。

无论EAST怎么刷记录，依然无法改变托卡马克的缺点：系统太复杂。托卡马克的最大特征是：外部线圈和等离子体电流产生的磁场耦合，一起约束等离子体。这样的设计非常微妙，真实情况中，磁场不可能均匀分布，随着强度提高，不均匀磁场处的正负电荷就会分离，正负一分开，就会形成电场，电场就会加入这个微妙系统的角逐，对带电气流粒子产生影响，等离子体就跟着变，进而感应电流也跟着变，这样磁场又得进一步变化，所以一旦出现扰动，瞬间就会放大。辅助加热装置和聚变产物，又是不可避免的干扰，这对系统抗干扰要求非常高。

其实一开始大家就觉得托卡马克很棘手，所以大毛想出托卡马克的时候，“仿星器”的设计也差不多时间提出来。仿星器的思路是：所有的磁场都是外部线圈提供，不用等离子体电流瞎参合，所以只要保持线圈的稳定，磁场就能稳定，这样当然就提高了系统的抗干扰能力。

可是聚变等离子体走的就不是一条寻常路，为了让磁场满足这条“不寻常的路”，线圈就设计得非常诡异了。

蓝色是线圈，黄色是等离子体，绿色线是磁感线。想法是很好的，不过规则线圈产生的磁场容易计算，而这种诡异的线圈产生的磁场可不是靠嘴说的，早期计算机的模拟能力差，设计的线圈都不靠谱，加工难度也很大。专门建造这么一套不可调整的磁感线，不如买彩票，所以仿星器一开始就不热门。

不过但凡想撩妹的，欧萌、美帝、大毛、脚盆都玩过仿星器，后来大毛把托卡马克玩出Q值以后，仿星器失宠就更严重了，美帝甚至还把仿星器直接改成了托卡马克，目前还在运行的仿星器大约有六七家，都是酱油级别。土共最早也玩过仿星器，后来拿到大毛的T-7之后，直接打入冷宫。

再后来，时来运转，随着托卡马克陷入瓶颈，超级计算机的性能跟火箭似的上踹，当年仿星器的大玩家汉斯猫又重操旧业了。利用超级计算机设计的世界上最大的仿星器Wandelstein7-X顺利运行，当然刷数据还没这么快，不过仿星器的运行本身就是个不错的记录。

在下业余，自然不敢多嘴评价。谨从土共的态度看，貌似仿星器的前景还是很黯淡，土共仅仅瞥了一眼就继续埋头玩自己的新玩具。土共和汉斯在托卡马克有合作，但仿星器似乎没有官方合作，对此不是很有兴趣的样子（反观惯性约束，土共启动了专门的神光计划），考虑到土共如今在磁约束领域的造诣，其意见还是不容小觑的。

下一个：反场箍缩。

江湖上有少林武当，也有唐门暗器，打起来不见得谁赢谁输。磁约束也是如此，托卡马克相当于少林武当，代表正统，但土共练了也有一定时日了，总是不见神功大成。于是就琢磨，要么再收一拨徒弟，练练唐门暗器。两眼一瞄，卧槽，美帝脚盆早就开练了。 

2015年，“科大一环”诞生，学名“反场箍缩磁约束聚变实验装置”，简称KTX。记不住名字没关系，原理也不看了，看特点：单纯靠等离子体自身电流，用欧姆加热就能达到预期温度，不需要辅助加热。

这样系统结构更为简单，个头小了很多，小型化利于部署，重要性不多说。而且没有了辅助加热对稳定性的影响，这等于开车不用拐弯，使劲踩油门就成。

目前来看这个套路也好不到哪里去，美帝练了快20年的反场箍缩，约束时间还停留在毫秒级（托卡马克已经几百秒了）。苦练神功20年，连“拳打北方幼儿园，脚踢南方敬老院”都做不到，大家又是一片哀嚎之声。

能找到一条新路，总还是好的。土共是新时代有志气年，有钱又努力，聚变虐他千百遍，他待聚变如初恋。让我们静候佳音，看反场箍缩能不能给聚变领域带来一线新的曙光！

估计很多同学看到后面忘了前面，最后总结一下如何解读聚变新闻：

首先看温度、密度（或压强）、持续时间，这三者要一起看，至少要看温度和时间两项，单纯一项意义不大；

其次看功率和Q值，若这两个参数很低，说明聚变反应很少，或者无法稳定运行；

再看聚变原料，D-T最好，D-D次之，若用氦（离子化较容易）可以理解为调试设备，通常不发生聚变反应；

最后还得注意系统结构、加热方式是否过于复杂等问题，比如有些加热是短脉冲加热，就是一下一下加热，对稳定性影响可想而知。EAST现在主要玩长脉冲加热下的稳态运行，这节奏大概是冲着“发电实验堆”去的！

不是我吹，看完本文，你可以秒杀99%以上的记者同志了，不信就搜索几篇聚变新闻报道，看看有几篇没错误？有几篇没误导性？

扩展阅读：

背景简介：本文作者老和山下的小学僧，著名科普作家。文章2016年12月17日发表于微信公众号 老和山下的小学僧（核弹从良记：艰难的聚变发电），风云之声获授权转载。

责任编辑：祝阳