8月25日聚变实验视频 8月25日聚变实验现象

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日本有没有核武?

日本拥有先进全面的核能技术yoK星座分析

虽然日本目前还没有核武器，但它拥有世界一流的核能技术。日本现有49座核电站，年发电量约4万兆瓦，位居世界前茅，核能技术方面的领先地位是举世公认的。日本拥有增殖反应堆技术，该技术一直是核技术研究的重点和难点。建造增殖反应堆的技术之复杂、投资之巨大远远超过发展核武器，它曾经使一些发达国家被迫中止建造计划。但日本穷10年之功夫，不惜耗费60亿美元的投资，建成“文殊”中子增殖反应堆，并于1995年8月试运行发电成功。此外，日本还拥有世界一流的核聚变技术。核聚变技术的研究位居世界核技术的最前沿。因为核聚变比核裂变的效率更高、应用前景更广泛，核聚变技术一直是核技术研究“热点”。据外电报道，目前日本拥有全世界惟一的大型螺旋核聚变实验装置，其受控核聚变装置也属世界一流。yoK星座分析

日本拥有超强的计算机仿真核爆能力yoK星座分析

过去，核爆炸试验曾经是研制核武器不可缺少的一环。但是，当今科学技术的发展已经降低了核爆炸试验在研制核武器过程中的作用。日本虽然从未进行过核爆炸，今后也不大可能再进行核试验，但日本一直关注着美、俄、法等国利用计算机仿真技术进行模拟核试验的研究工作。从技术上讲，计算机仿真核试验对于继续研制和完善新型核武器意义重大。日本在大型高速计算机技术方面一直居世界领先地位。据报道，日本已研究成功运算速度达每秒6000亿次的超高速计算机，完全有能力对核爆炸进行计算机仿真试验。俄罗斯军事专家弗拉基米尔·比洛乌斯认为，“日本有能力在一年内制造出核武器。即便不进行核试验，也能运用高速大规模电子计算机，在三维空间对核爆炸的全过程进行全方位模拟。”yoK星座分析

日本拥有高水平的核弹头制造能力yoK星座分析

弹道式导弹的弹头从数百乃至上千公里高空高速重返大气层，飞行环境极为恶劣。许多想拥有弹道导弹的国家，都无法越过这道技术障碍而裹足不前。而日本恰好在相关领域里，拥有世界共认的技术优势。yoK星座分析

日本拥有世界一流的核弹头运载技术yoK星座分析

日本从50年代开始研制现代运载火箭。1970年2月，它用L-4S三级固体火箭将24千克重的“大隅”号卫星送人太空，成为第四个用自己火箭发射卫星的国家。70年代引进美国先进的“德尔它”火箭技术后，日本空间事业发展步伐加快。20多年来，它已用L、M、N、H、J等5个系列的11种火箭发射了50多颗不同轨道的卫星，成为一个实力雄厚的空间大国。频繁的发射，使日本在固体火箭领域(包括发动机的推进剂、材料、喷管技术)以及火箭的控制、发射技术等各个方面，都积累了丰富经验并达到世界一流水平。yoK星座分析

综上所述，可以看出，日本完全有能力制造核武器，我们切不可把近年来一些日本政客散布的核威胁言论视为疯言疯语，应高度警惕和关注日本发展核武器的动向。其实，日本的潜力远不止于制造第一代水平的核裂变原子弹。几十年来，通过发展民用核电成长起来的一批核科学家和核工程技术人员，利用日本核工业的基础和高科技优势，在与第二代核弹紧密相关的核聚变领域进行了一般工业化国家也望尘莫及的工作。雄心勃勃的日本人，甚至计划21世纪登月，从蕴藏量丰富的月球上取回氘和氚，而氘和氚的聚合反应与裂变反应相结合，就能制造出氢弹。

谁能帮我解释一下核裂变及核聚变

核裂变:yoK星座分析

冰受热变成水是一种物理变化，氢气和氧气反应变成水是一种化学变化，但是在这些变化中组成水的氢原子和氧原子的原子核都没有发生变化。实际上原子核也是能变化的，目前人们已经知道原子核可以发生两种变化：核裂变和核聚变。yoK星座分析

核裂变是一个原子核分裂成几个原子核的变化。只有一些质量非常大的原子核像铀(yóu)、钍(tǔ)等才能发生核裂变。这些原子的原子核在吸收一个中子以后会分裂成两个或更多个质量较小的原子核，同时放出二个到三个中子和很大的能量，又能使别的原子核接着发生核裂变……，使过程持续进行下去，这种过程称作链式反应。原子核在发生核裂变时，释放出巨大的能量称为原子核能，俗称原子能。1克铀235完全发生核裂变后放出的能量相当于燃烧2.5吨煤所产生的能量。yoK星座分析

核裂变是在1938年发现的，由于当时第二次世界大战的需要，核裂变被首先用于制造威力巨大的原子武器——原子弹。原子弹的巨大威力就是来自核裂变产生的巨大能量。目前，人们除了将核裂变用于制造原子弹外，更努力研究利用核裂变产生的巨大能量为人类造福，让核裂变始终在人们的控制下进行，核电站就是这样的装置。yoK星座分析

核聚变:yoK星座分析

比原子弹威力更大的核武器—氢弹，就是利用核聚变来发挥作用的。核聚变的yoK星座分析

过程与核裂变相反，是几个原子核聚合成一个原子核的过程。只有较轻的原子核才yoK星座分析

能发生核聚变，比如氢的同位素氘(dao)、氚(chuan)等。核聚变也会放出巨大的能yoK星座分析

量，而且比核裂变放出的能量更大。太阳内部连续进行着氢聚变成氦过程，它的光yoK星座分析

和热就是由核聚变产生的。yoK星座分析

核聚变能释放出巨大的能量，但目前人们只能在氢弹爆炸的一瞬间实现非受控yoK星座分析

的人工核聚变。而要利用人工核聚变产生的巨大能量为人类服务，就必须使核聚变yoK星座分析

在人们的控制下进行，这就是受控核聚变。yoK星座分析

实现受控核聚变具有极其诱人的前景。不仅因为核聚变能放出巨大的能量，而yoK星座分析

且由于核聚变所需的原料——氢的同位素氘可以从海水中提取。经过计算，1升海水yoK星座分析

中提取出的氘进行核聚变放出的能量相当于100升汽油燃烧释放的能量。全世界的海yoK星座分析

水几乎是“取之不尽”的，因此受控核聚变的研究成功将使人类摆脱能源危机的困yoK星座分析

扰。yoK星座分析

但是人们现在还不能进行受控核聚变，这主要是因为进行核聚变需要的条件非yoK星座分析

常苛刻。发生核聚变需要在1亿度的高温下才能进行，因此又叫热核反应。可以想象，yoK星座分析

没有什么材料能经受得起1亿度的高温。此外还有许多难以想象的困难需要去克服。yoK星座分析

尽管存在着许多困难，人们经过不断研究已取得了可喜的进展。科学家们设计yoK星座分析

了许多巧妙的方法，如用强大的磁场来约束反应，用强大的激光来加热原子等。可yoK星座分析

以预计，人们最终将掌握控制核聚变的方法，让核聚变为人类服务。yoK星座分析

核聚变就是小质量的两个原子合成一个比较大的原子yoK星座分析

核裂变就是一个大质量的原子分裂成两个比较小的原子yoK星座分析

在这个变化过程中都会释放出巨大的能量,前者释放的能量更大,yoK星座分析

世界上的每一种物质都处于不稳定状态，有时会分裂或合成，变成另外的物质。物质无论是分裂或合成，都会产生能量。由两个氢原子合为一个氦原子，就叫核聚变，太阳就是依此而释放出巨大的能量。大家熟悉的原子弹则是用裂变原理造成的，目前的核电站也是利用核裂变而发电。yoK星座分析

核裂变虽然能产生巨大的能量，但远远比不上核聚变，裂变堆的核燃料蕴藏极为有限，不仅产生强大的辐射，伤害人体，而且遗害千年的废料也很难处理，核聚变的辐射则少得多，核聚变的燃料可以说是取之不尽，用之不竭。yoK星座分析

核聚变要在近亿度高温条件下进行，地球上原子弹爆炸时可以达到这个温度。用核聚变原理造出来的氢弹就是靠先爆发一颗核裂变原子弹而产生的高热，来触发核聚变起燃器，使氢弹得以爆炸。但是，用原子弹引发核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。yoK星座分析

关于核聚变的“点火”问题，激光技术的发展，使可控核聚变的“点火”难题有了解决的可能。目前，世界上最大激光输出功率达100万亿瓦，足以“点燃”核聚变。除激光外，利用超高额微波加热法，也可达到“点火”温度。世界上不少国家都在积极研究受控热核反应的理论和技术，美国、俄罗斯、日本和西欧国家的研究已经取得了可喜的进展。yoK星座分析

1991年11月9日17时21分，物理学家们用欧洲联合环形聚变反应堆在1.8秒种里再造了“太阳”，首次实现了核聚变反应，温度高达2×108℃，为太阳内部温度的10倍，产生了近2兆瓦的电能，从而使人类多年来对于获得充足而无污染的核能的科学梦想向现实大大靠近了一步。yoK星座分析

我国自行设计和研制的最大的受控核聚变实验装置“中国环流器一号”，已在四川省乐山地区建成，并于1984年9月顺利启动，它标志着我国研究受控核聚变的实验手段，又有了新的发展和提高，并将为人类探求新能源事业做出贡献。美中两国科学家分别于1993年和1994年在这个领域的研究和实验中取得新成果。yoK星座分析

目前，美、英、俄、德、法、日等国都在竞相开发核聚变发电厂，科学家们估计，到2025年以后，核聚变发电厂才有可能投入商业运营。2050年前后，受控核聚变发电将广泛造福人类。yoK星座分析

核聚变反应燃料是氢的同位素氘、氚及惰性气体3He（氦－3），氘和氚在地球上蕴藏极其丰富，据测，每1升海水中含30毫克氘，而30毫克氘聚变产生的能量相当于300升汽油，这就是说，1升海水可产生相当于300升汽油的能量。一座100万千瓦的核聚变电站，每年耗氘量只需304千克。yoK星座分析

氘的发热量相当于同等煤的2000万倍，天然存在于海水中的氘有45亿吨，把海水通过核聚变转化为能源，按目前世界能源消耗水平，可供人类用上亿年。锂是核聚变实现纯氘反应的过渡性辅助“燃料”，地球上的锂足够用1万年～2万年，我国羌塘高原锂矿储量占世界的一半。yoK星座分析

科学家们发现，以3He为燃料的核聚变反应比氘氚聚变更清洁，效益更高，而且与放射性的氘氚不同的是3He是一种惰性气体，操作安全。获得过诺贝尔奖金的科学家博格、美国总统军备控制顾问保罗·尼采1991年曾撰文说，没有其它能源能像3He那样几乎无污染。yoK星座分析

下世纪初，人类将在月球上开采地球上不存在的3He矿藏，用于代替氚，从而使目前世界各地建造的实验性聚变反应可以攻克关键性的难关，使其走上商用成为可能。地球上并不存在天然的3He，作为核武器研究的副产品，美国每年生产大约20千克，但一台实验性反应堆就需要至少40千克。月球上的钛矿中蕴藏着丰富的3He资源。yoK星座分析

月球表面的钛金属能吸收太阳风刮来的3He粒子。据估计，月球诞生的40亿年间，钛矿吸收了大约100万吨3He，其能量相当于地球上有史以来所有开发矿物燃料的10倍以上。1994年日本宣布了去月球开发3He的计划项目，日本比美国在3He聚变项目上的投资要多出100倍。yoK星座分析

1986年起美国威斯康星州的麦迪逊就成了3He研究中心。只要从月球上运回25吨3He，就可满足美国大约一年的能源需要。目前，全球每年的能源消费大约1000万兆瓦，联合国1990年公布的数字，到2050年时将会猛增至3000万兆瓦，每年从月球上开采1500吨3He，就能满足世界范围内对能源的需求。yoK星座分析

按上述开采量推算，月球上的3He至少可供地球上使用700年。但木星和土星上的3He几乎是取之不尽、用之不竭的。综上所述，可以看出，核聚变为人类摆脱能源危机展现了美好的前景。yoK星座分析

核裂变和核聚变yoK星座分析

核能是能源家族的新成员，它包括裂变能和聚变能两种主要形式。裂变能是重金属元素的质子通过裂变而释放的巨大能量，目前已经实现商用化。因为裂变需要的铀等重金属元素在地球上含量稀少，而且常规裂变反应堆会产生长寿命放射性较强的核废料，这些因素限制了裂变能的发展。另一种核能形式是目前尚未实现商用化的聚变能。yoK星座分析

核聚变是两个较轻的原子核聚合为一个较重的原子核，并释放出能量的过程。自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素？？氘与氚的聚变，这种反应在太阳上已经持续了150亿年。氘在地球的海水中藏量丰富，多达40万亿吨，如果全部用于聚变反应，释放出的能量足够人类使用几百亿年，而且反应产物是无放射性污染的氦。另外，由于核聚变需要极高温度，一旦某一环节出现问题，燃料温度下降，聚变反应就会自动中止。也就是说，聚变堆是次临界堆，绝对不会发生类似前苏联切尔诺贝利核(裂变)电站的事故，它是安全的。因此，聚变能是一种无限的、清洁的、安全的新能源。这就是为什么世界各国，尤其是发达国家不遗余力，竞相研究、开发聚变能的原因所在。yoK星座分析

其实，人类已经实现了氘氚核聚变？？氢弹暴炸，但那种不可控制的瞬间能量释放只会给人类带来灾难，人类需要的是实现受控核聚变，以解决能源危机。聚变的第一步是要使燃料处于等离子体态，也即进入物质第四态。等离子体是一种充分电离的、整体呈电中性的气体。在等离子体中，由于高温，电子已获得足够的能量摆脱原子核的束缚，原子核完全裸露，为核子的碰撞准备了条件。当等离子体的温度达到几千万度甚至几亿度时，原子核就可以克服斥力聚合在一起，如果同时还有足够的密度和足够长的热能约束时间，这种聚变反应就可以稳定地持续进行。等离子体的温度、密度和热能约束时间三者乘积称为“聚变三重积”，当它达到1022时，聚变反应输出的功率等于为驱动聚变反应而输入的功率，必须超过这一基本值，聚变反应才能自持进行。由于三重积的苛刻要求，受控核聚变的实现极其艰难，真正建造商用聚变堆要等到21世纪中叶。作为21世纪理想的换代新能源，核聚变的研究和发展对中国和亚洲等能源需求巨大、化石燃料资源不足的发展中国家和地区有特别重要的战略意义。yoK星座分析

受控热核聚变能的研究分惯性约束和磁约束两种途径。惯性约束是利用超高强度的激光在极短的时间内辐照靶板来产生聚变。磁约束是利用强磁场可以很好地约束带电粒子这个特性，构造一个特殊的磁容器，建成聚变反应堆，在其中将聚变材料加热至数亿摄氏度高温，实现聚变反应。20世纪下半叶，聚变能的研究取得了重大的进展，托卡马克类型的磁约束研究领先于其他途径。yoK星座分析

受控热核聚变能研究的一次重大突破，就是将超导技术成功地应用于产生托卡马克强磁场的线圈上，建成了超导托卡马克，使得磁约束位形的连续稳态运行成为现实。超导托卡马克是公认的探索、解决未来具有超导堆芯的聚变反应堆工程及物理问题的最有效的途径。目前，全世界仅有俄、日、法、中四国拥有超导托卡马克。法国的超导托卡马克Tore-supra体积是HT-7的17.5倍，它是世界上第一个真正实现高参数准稳态运行的装置，在放电时间长达120秒条件下，等离子体温度为两千万度，中心密度每立方米1.5x10的19次方，放电时间是热能约束时间的数百倍。

聚变能的真正潜力是什么?

一个叫做Wendelstein 7-X的聚变反应堆内的氢等离子体（？Max Planck Institute for pla *** a Physics）

这篇文章最初是在对话会上发表的。这篇文章为《生命科学》的专家之声贡献了这篇文章：评论与见解。yoK星座分析

几个世纪，人类梦想着利用太阳的能量来给我们在地球上的生活注入能量。但我们想超越收集太阳能的范畴，有一天，我们可以从一个迷你太阳中产生自己的能量。如果我们能够解决一系列极其复杂的科学和工程问题，聚变能源有望成为一种绿色、安全、无限制的能源。每天从水中提取的氘只要一公斤，就可以产生足够的电力，为成千上万的家庭提供电力，科学和工程研究在迫使氢原子在一个自我维持的反应中融合在一起方面取得了巨大进展，同时也产生了少量但可以证明的聚变能量。怀疑论者和支持者都注意到了两个最重要的挑战：长时间保持反应，设计一种材料结构来利用聚变能量发电。yoK星座分析

作为普林斯顿等离子体物理实验室的聚变研究人员，我们实际知道，第一座商用核聚变发电厂至少还有25年的时间。但它的巨大利益可能在本世纪下半叶实现，这意味着我们必须继续努力。聚变可行性的主要论证可以提前完成，而且必须提前完成，这样聚变能才能被纳入我们未来能源的规划中。yoK星座分析

不同于其他形式的发电，如太阳能、天然气和核裂变，聚变不能发展成微型，然后简单地扩大规模。实验步骤很大，需要时间来构建。但是，丰富、清洁的能源问题将是下个世纪乃至以后人类面临的一个重大问题。如果不充分开发这种最有前途的能源，那就太鲁莽了。yoK星座分析

为什么要使用聚变能源在聚变中，氢原子的两个核（氘和氚同位素）融合在一起。这相对来说比较困难：两个核都带正电荷，因此相互排斥。只有当它们在碰撞时移动得非常快，它们才会碰撞在一起，融合，从而释放我们所追求的能量。

这在太阳中自然发生。在地球上，我们使用强大的磁铁来容纳带电的氘、氚原子核和电子的极热气体。这种热的带电气体被称为等离子体。yoK星座分析

等离子体是如此的热——超过1亿摄氏度——以至于带正电的原子核移动得足够快，足以克服它们的电排斥和熔合。当原子核融合时，它们形成两个高能粒子-一个α粒子（氦原子的核）和一个中子。yoK星座分析

将等离子体加热到如此高的温度需要大量的能量-这些能量必须在融合开始前放入反应堆。但核聚变一旦开始，就有可能产生足够的能量来维持自身的热量，使我们能够把多余的热量抽走，变成可用的电能。yoK星座分析

核聚变燃料在自然界中是丰富的。氘在水中含量丰富，反应堆本身可以从锂中制造氚。而且它可以供所有国家使用，大多独立于当地自然资源。yoK星座分析

聚变电源是清洁的。它不排放温室气体，只产生氦和中子。yoK星座分析

是安全的。不可能发生失控的反应，比如核裂变“熔毁”。相反，如果出现任何故障，等离子体冷却，聚变反应停止。yoK星座分析

所有这些属性已经激励了几十年的研究，并且随着时间的推移变得更加有吸引力。但是正的结果与聚变的重大科学挑战相吻合。yoK星座分析

进展到目前为止

聚变的进展可以用两个单位来衡量天。首先是对高温等离子体基本认识的巨大进步。科学家们不得不发展一个新的物理学领域——等离子体物理学——来构思将等离子体限制在强磁场中的方法，然后发展出加热、稳定、控制湍流和测量超高温等离子体特性的能力。yoK星座分析

相关技术也取得了巨大进展。我们已经推动了磁铁、电磁波源和粒子束的前沿，以控制和加热等离子体。我们还开发了一些技术，使材料能够承受当前实验中等离子体的强烈热量。yoK星座分析

很容易传达跟踪聚变走向商业化的实用指标。其中最主要的是实验室产生的聚变功率：聚变功率从1970年代的毫瓦微秒上升到1990年代的10兆瓦（在普林斯顿等离子体物理实验室）和16兆瓦每秒（在英国的欧洲联合环面）研究yoK星座分析

目前国际科学界正在团结一致，在法国建设一个大规模的聚变研究设施。这座名为ITER（拉丁语“the way”）的核电站一次将产生约500兆瓦的热核聚变功率，持续约8分钟。如果把这种电力转换成电能，它可以为大约15万户家庭供电。作为一项实验，它将使我们能够测试关键的科学和工程问题，为核聚变发电厂的持续运行做准备。yoK星座分析

ITER采用了被称为“托卡马克”的设计，最初是俄罗斯的缩写。它包括一个环形等离子体，被限制在一个非常强的磁场中，部分是由等离子体本身的电流产生的。yoK星座分析

虽然它是作为一个研究项目设计的，并不打算成为电能的净生产者，ITER产生的聚变能量是加热等离子体所需的50兆瓦的10倍。这是一个巨大的科学进步，创造了第一个“燃烧等离子体”，其中用于加热等离子体的大部分能量来自聚变反应本身。yoK星座分析

ITER得到了代表世界一半人口的 *** 的支持：中国、欧盟、印度、日本、俄罗斯，韩国和美国对聚变能源的需求和前景发表了强有力的国际声明。yoK星座分析

的前进之路

从这里开始，剩下的通往聚变能源的道路有两个组成部分。首先，我们必须继续研究托卡马克。这意味着推进物理学和工程学的发展，以便我们能够一次将等离子体维持在稳定状态几个月。我们需要开发出能够长期承受相当于太阳表面热流五分之一的热量的材料。我们必须开发覆盖反应堆堆芯的材料，以吸收中子并繁殖氚。yoK星座分析

通往聚变之路的第二个组成部分是开发增强聚变吸引力的想法。四个这样的想法是：yoK星座分析

1）利用计算机，在物理和工程的限制下优化聚变反应堆的设计。除了人类能计算的之外，这些优化设计产生的扭曲甜甜圈形状非常稳定，可以连续几个月自动运行。他们在核聚变领域被称为“恒星制造者”，yoK星座分析

2）开发新的高温超导磁体，这种磁体可以比现在最好的强，也可以小。这将使我们能够建造更小、可能更便宜的聚变反应堆。yoK星座分析

3）使用液态金属而不是固体作为等离子体周围的材料。液态金属不会破裂，这为解决周围物质在接触等离子体时的行为所面临的巨大挑战提供了一个可能的解决方案。yoK星座分析

4）构建了一个包含环形等离子体的系统，其中心没有孔，形成一个几乎像球体的等离子体。其中一些方法还可以在弱磁场下起作用。这些“紧凑的tori”和“低场”方法也提供了缩小尺寸和降低成本的可能性。yoK星座分析

*** 资助的研究计划正在世界各地进行这两个组成部分的研究，并将产生有益于所有聚变能方法的发现（以及我们对宇宙中等离子体的理解以及工业）。在过去的10到15年中，私人投资公司也加入了这一行列，特别是在寻求紧凑型的tori和低场突破方面。进步即将到来，它将带来丰富、清洁、安全的能源。yoK星座分析

这篇文章最初是在对话中发表的。阅读原文。“yoK星座分析

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