包括ITER在內的核聚變研究的現(xiàn)狀如何？

ITER將是一個計劃于2018年建造的實驗反應堆。它是一種托卡馬克，它使用磁場來限制等離子體，它將成為第一個收支平衡的聚變反應堆，獲得的能量比投入設備的能量更多。請記住，ITER一次只能運行幾分鐘，并不意味著是發(fā)電廠。此外，科學家們需要幾年時間用普通氫氣測試該設備，然后才能慢慢轉向氘和氚混合物，以實現(xiàn)全功率。這是一個相對緩慢的過程，需要大量測試以確保設備穩(wěn)定和安全。

下一步是原型聚變發(fā)電廠DEMO，如果事情按計劃進行，將在2030年代建造。這個比ITER更大的裝置將試圖證明穩(wěn)定的聚變發(fā)電廠是可行的。下一步是證明核聚變在經濟上是可行的。

如果不提及控制聚變的另一種可行機制，即慣性約束，對聚變研究的討論將是不完整的，慣性約束使用在氘和氚顆粒上發(fā)射的多個激光器將燃料壓縮和加熱到聚變鏈式反應所需的密度和溫度。采用這種方法的兩個設施是國家點火設施（NIF）（http://en.wikipedia.org/wiki/National_Ignition_Facility）和激光梅加焦耳（LMJ）（http://en.wikipedia.org/wiki/LMJ）。NIF在加利福尼亞州的LLNL運營，LMJ將于2012年在法國完成。慣性約束目前的效率遠低于磁約束，但“快速點火”裝置HiPER（http://en.wikipedia.org/wiki/HiPER）聲稱它將產生72的聚變增益，遠遠超過ITER。 HiPER仍處于規(guī)劃階段，可能無法在2020年之前完成。

最后，我將總結幾個原因，在過去的幾十年里，核聚變是如此難以捉摸。許多等離子體不穩(wěn)定性需要大型和復雜的設備來維持穩(wěn)定的高溫（1億K）等離子體。此外，等離子體的突然中斷導致壁受到這種熱氣體和灰塵的轟擊，并且很難找到能夠承受這種反復濫用的材料。同樣，科學家必須學會防止這些中斷，因為它們在大型設備中將更加強大。對于慣性約束，不同的不穩(wěn)定性需要令人難以置信的強大和對稱的激光脈沖來實現(xiàn)融合。可行的發(fā)電廠需要更強大、更高效的激光器，能夠以大約 10 Hz 的頻率發(fā)射。每種坐月子方法都面臨著大量其他需要解決的問題，我沒有專業(yè)知識來更詳細地介紹。聚變科學家已經取得了巨大的進步，他們繼續(xù)在這些挑戰(zhàn)上取得進展。

2010年8月的原答案。從那以后，這個領域可能已經發(fā)生了變化，我不像當時那樣與時俱進。截至2018年8月，施工預計將于2025年左右完成。

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