超导托卡马克装置只能运行几百秒吗？为什么？

为什么超导托卡马克装置只能运行几百秒？

其实无论是是磁约束中的托卡马克还是仿星器、或者球形环、磁镜等还是惯性路子的国家点火装置，统统都不能连续运行，当然两者未来的前途也不一样，磁约束封闭环境比较适合用来发电，惯性类未来适合星际旅行的飞行器发动机等等；不过现在看来磁约束似乎更接近成功一些。

托卡马克核聚变装置示意图

可以从如下几个角度来看看这个可控核聚变的难度有多高。

一、工作原理 从原理上看似乎并不难，不就是轻元素聚变成比较重的元素然后丢失的一些质量释放出巨大的能量，太阳上天天在发生！但难度也是由此而来的。

首先太阳上有极高的温度和压力，我们地球上不具备，另外太阳是一个在宇宙空间的球体啊，极高温的等离子体等都受到太阳引力的约束，还有太阳会释放出高能粒子，最后比较关键，太阳聚变的元素是氢，但我们人类连最容易的氚氘聚变温度都难以到达，可想而知这有多难！

二、材料选择 我们人类现有最耐高温的材料是钨，3410度，但即使如此，在5000万度的聚变等离子面前，连黄油都不如！幸亏等离子体是导电的，可以用磁场来约束它，这也导致了下一个问题。另外聚变时会产生中子等，内壁材料吸收了中子之后会嬗变具有放射性....

三、成本分摊 问题二中涉及了一个磁约束的名词，就是用一组巨大的线圈通电后将等离子体束缚在磁场内部非接触，说起来简单，但实施起来简直就是烧钱无法形容这个成本上升，巨大的超导线圈先不要说运行成本，这个制造成本连财大气粗的ITER预算都哇哇叫，而且能制造这个组件的地球上屈指可数，。

四、技术稳定性 核聚变全世界哪家都是第一次，实践是唯一的出路，导致的结果就是各种试错，各种重新设计....每次都相当于等重的黄金打水漂，一次成功了倒也没什么问题，再多也认了，虽然前途一片光明，但这个道路实在是太曲折了，简直堪比秦岭！

当然在这个道路上还是充满希望的，无非就是等离子体的约束嘛，问题也就是这个等离子体的约束问题，在这个路子上等离子体的温度越高就越是毫无规律可言，但一旦破裂造成停堆是小事，内壁烧穿线圈烧毁那就玩大了.....

惯性约束没有这个问题，但几百束激光照射中间那0.1MM不到的燃料球，先不说聚焦的问题，那几百个激光器大部分国家看来就傻眼了！基本上都是每家都本难念的经

托卡马克内部结构

仿星器内部结构

惯性约束内部结构

惯性约束的燃料球

COMPASS的磁约束装置的聚变燃烧过程，以ms计，最后那一闪是破裂熄火了。