最近有一個自稱清華工物系的陳姓up主（https://space.bilibili.com/3493113318344733），接連發(fā)表了三篇有關(guān)聚變研究的科普視頻，本人深感其解說有不足和謬誤之處，故發(fā)帖加以澄清，具體情況如下：

第一個視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1Qj411V7oi

本人的評論：

有幾個事實要澄清一下~

1、既然已經(jīng)提到了質(zhì)子聚變與氘氚聚變的不同，那就應(yīng)該大致說一下相關(guān)參數(shù)，這樣能讓普通觀眾更好地理解兩種反應(yīng)的難易程度到底相差了幾個數(shù)量級：質(zhì)子聚變?yōu)殡说姆磻?yīng)截面非常小，理論估算只有10^(-23)靶恩，且不可能在實驗室里觀測到，這就使得質(zhì)子聚變需要極高的約束條件，以太陽為例，即使其核心溫度高達1500萬度，密度達到水的150倍，一顆質(zhì)子與另一顆質(zhì)子聚變?yōu)殡艘残枰獢?shù)十億年，這就意味著要將3000億個大氣壓的熱膨脹壓力（核爆炸產(chǎn)生的初始火球也只能達到數(shù)百億個大氣壓）約束那么久，顯然，只有恒星級的巨大引力才能辦得到。相比之下，人工核聚變只能以氘氚（DT）反應(yīng)為研究對象，因為這種反應(yīng)的截面要高得多（最高可以到數(shù)個靶恩），這就意味著其所需的約束條件要低得多。以磁約束裝置為例，其只能約束非常稀薄的等離子體（粒子數(shù)密度僅相當(dāng)于普通空氣的百萬分之一），故雖然能加熱到上億度，但由于密度太低，所以熱膨脹壓力只有數(shù)個大氣壓而已----即便需要對抗的熱膨脹壓力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于恒星內(nèi)核，托卡馬克的能量約束時間也極其有限，早期只有幾個毫秒，目前在1秒以下

2、如果要比較各種聚變反應(yīng)的難易程度，僅看“反應(yīng)截面”顯然是不太準(zhǔn)確的，因為這個物理量只是描述了某個反應(yīng)在某個溫度下的發(fā)生幾率

真正有意義的比較參數(shù)是“聚變等離子體的Q值”，或者是在同樣的Q值下，哪種反應(yīng)對應(yīng)的聚變等離子體需要較低的參數(shù)

以勞遜判據(jù)為例，氘氘（DD）聚變所需的條件比氘氚（DT）聚變高出很多-----前者的聚變?nèi)胤e比后者高出1000倍，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類的科技水平了，因此所謂的“燃料量極其豐富”純屬聚變界的YY宣傳，沒有任何實際意義

3、氫彈的聚變反應(yīng)并非“不需要”約束---氫彈的聚變?nèi)紵蕾囉趹T性約束，這種技術(shù)路徑的能量約束時間非常短，僅在納秒量級

4、托卡馬克之中的等離子體并非“高密度”。磁約束的一大特點是：只能約束極其稀薄的等離子體，其密度僅為空氣的百萬分之一，正因為這個原因，托卡馬克所要面對的等離子體熱壓力是絕對稱不上“高壓”的（大約只有數(shù)個大氣壓而已）

5、“等離子體放電時間”其實是外界對等離子體注入能量、使其產(chǎn)生電流的時間，而且這個時間跟聚變反應(yīng)的能量增益Q沒有任何關(guān)系，換言之，不管放電多少秒，哪怕就是1千秒，1萬秒，也不會對Q值產(chǎn)生任何影響----真正能影響Q值的參數(shù)，是溫度，密度，以及“能量約束時間”（這個時間跟放電時間是兩個概念）

6、對于磁約束來說，能量增益因子Q被定義為“聚變功率/外部加熱功率”（視頻里將聚變功率說成是“快中子的能量”，這顯然是錯的：氦核的動能也是聚變放能的一部分，將其排除在“能量輸出”之外是不合適的。事實上，各種專業(yè)書籍一直是把聚變反應(yīng)放出的所有能量視為“輸出”，特別是勞遜判據(jù)的推導(dǎo)，其中更是涉及“前期輸入+聚變產(chǎn)出”的整體轉(zhuǎn)化）

在此前提下，“Q>=1”還遠(yuǎn)遠(yuǎn)算不上“點火（自持燃燒）”

事實上，聚變界對高溫等離子體有3個公認(rèn)的“判據(jù)”，分別是：

1)、能量得失相當(dāng)，這就是所謂的“Q=1”

2)、勞遜判據(jù)，相當(dāng)于Q=3

3)、點火判據(jù)，即不再需要外部的加熱功率，此時的Q在數(shù)學(xué)上等于無窮大

從工程實踐來看，理論上的“點火”（即完全不需要外部加熱功率，Q=無窮大）是不可能實現(xiàn)的

7、視頻提到：“溫度和密度的乘積就是聚變功率”，這顯然是錯的----稍微有點物理常識的人都知道，這兩個物理量的乘積是對應(yīng)了 氣體/等離子體 的“熱膨脹壓力”

再來說說聚變研究的真實情況：迄今為止，全世界所有的氘氚燃燒實驗的Q值都小于1（最高Q值由歐洲聯(lián)合環(huán)（JET）獲得，約為0.67），即氘氚聚變釋放的能量要明顯少于燃料氣體從外界吸收的能量（即氣體升溫所要吸收的能量，這并不包括約束高溫等離子體所消耗的能量）。這個事實也許令很多人感到意外，但確實是真的。如果最終的研究結(jié)果證明能量增益Q值達不到實用要求，那人類社會的發(fā)展模式就必須有所改變了

值得一提的是，全世界所做的“燃燒實驗”都集中于上世紀(jì)90年代，進入21世紀(jì)之后，世界各國在長達20多年的時間里所做的等離子體實驗都只是“不發(fā)生任何反應(yīng)”的模擬運行，即能量輸出都為0

@Xcoal? 那個up主已經(jīng)刪除我的評論并將本人屏蔽了，但他的錯誤是無法抹掉的

第二個視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1Lc411E7oo

本人的評論：

有幾個事實要澄清一下~

1、歐洲的JET與美國的TFTR在設(shè)計之初是被規(guī)劃為“準(zhǔn)備實現(xiàn)Q>1”的，但最終的Q值都明顯小于1（最高記錄是JET的Q=0.67），這說明人們對聚變等離子體的認(rèn)知是不夠完善的

2、日本做出來的Q=1.25，其本質(zhì)是“紙上談兵”：日本做的聚變實驗是以氘（D）為原料，換言之，其真實的反應(yīng)是氘氘（DD）聚變，由這種反應(yīng)得到的實際Q值是遠(yuǎn)小于1的（僅為0.0056），那所謂的1.25又是怎么來的呢？答案是：換算。將真實反應(yīng)中的一半氘（D）核“設(shè)想”為氚（T）核，日本人就“算”出了所謂的1.25-----關(guān)鍵數(shù)據(jù)不是由真正的實驗直接給出，而是出自假設(shè)，這顯然違背了基本的科學(xué)原則

3、磁約束的Q值被定義為 聚變功率/外部加熱功率，在這個定義下，Q=1僅意味著“科學(xué)上的能量得失相當(dāng)”，即聚變等離子體的單位體積在單位時間內(nèi)放出的初始能量（中子與氦核的動能之和）在數(shù)值上等于外界的加熱功率

勞遜判據(jù)的定義則完全不同：把聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量和前期的輸入能量加在一起，并假設(shè)其轉(zhuǎn)化為電能，再假設(shè)這份電能=燃料被加熱到反應(yīng)溫度所吸收的能量+高溫等離子體在能量約束時間之內(nèi)因韌致輻射而散失掉的能量，由此解出一個關(guān)系式，左邊為粒子數(shù)密度n與能量約束時間τ的乘積nτ，右邊則為溫度T的函數(shù)

換言之，勞遜判據(jù)是從“工程意義上的得失相當(dāng)”出發(fā)，解出一個關(guān)系式，這個式子決定了nτ值與T的數(shù)學(xué)關(guān)系---在磁約束的Q定義之下，勞遜判據(jù)對應(yīng)的Q值約為3

4、不管是什么樣的裝置，其都要通過大量的燃燒試驗來回答兩個問題：

1）聚變等離子體的Q值可以達到什么水平

2）在某個特定的Q值下，等離子體能燃燒多久

一般的“等離子體運行實驗”沒法回答以上問題，因為這種實驗并未使用氘氚混合物，即等離子體內(nèi)并未發(fā)生聚變反應(yīng)

第三個視頻：https://www.bilibili.com/video/BV1Bb411Z7Lr

本人的評論：

有幾個事實要澄清一下~

1、確實可以用鋰元素來造氚，但問題的關(guān)鍵是：鋰有兩種同位素，鋰6和鋰7，前者的豐度只有7.42%，換言之，鋰元素中的絕大部分都是鋰7---中子轟擊鋰7生成氚，這個反應(yīng)是要吸收能量的，也就是說，絕大部分鋰對于“能量產(chǎn)出”是不利的

2、任何一種聚變反應(yīng)的“點火條件”都不是單獨依賴于溫度---離子溫度，粒子數(shù)密度，能量約束時間會共同影響聚變等離子體的能量增益Q值，也就是說，氘氚聚變只能給氘氘聚變/氫硼聚變 提供高溫，而nτ值（粒子數(shù)密度*能量約束時間）仍然要看約束的品質(zhì)

就勞遜判據(jù)來說，氘氘聚變所需的三重積是氘氚聚變的1000倍，這已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出人類的科技水平了（勞遜判據(jù)還只是工程意義上的得失相當(dāng)）

3、把“永遠(yuǎn)50年的”梗全部歸咎于 蘇聯(lián)崩解/ITER的拖沓 是不合適的：聚變研究之所以會“冷”下來，很重要的一個原因是歐洲的JET與美國的TFTR并未達到設(shè)想中的“Q>1”，這導(dǎo)致很多人對聚變研究產(chǎn)生了懷疑

換言之，聚變界自己在研究上的失誤（過于樂觀的估計）是讓外界產(chǎn)生質(zhì)疑的重要原因

相信各位都能看得出，本人只是在就聚變研究本身發(fā)表自己的看法，只是這些看法不太合乎那個陳姓up主的胃口，所以他試圖用一些模棱兩可的說法來加以糊弄，但都被我一一反駁，最后他只能依仗自己的“專業(yè)身份”，“居高臨下”地扣帽子、搞人身攻擊：

本人當(dāng)然不會接受這種攻擊，于是做出相應(yīng)地回?fù)簦?/p>

最后，這位陳姓up主無法再辯下去，只能刪除本人的所有評論并加以屏蔽

對于這件事，我只想說：如果一個人連不同意見都容忍不了，甚至?xí)跓o法反駁的情況下使出人身攻擊、刪帖拉黑的伎倆，那他的科研道路恐怕會有很大的問題

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