氢弹是使用核聚变作为能量释放?人己经掌握核聚变了?这里的核聚变和可控核聚变散发能源是一样的吗?

氢弹，这个人类历史上最强大的武器之一，其核心的能量来源确实来自于核聚变。但这里需要先厘清几个概念，免得混淆。

首先，我们来谈谈核聚变本身。核聚变，简单来说，就是两个轻原子核结合成一个更重的原子核的过程。在这个过程中，原子核的质量会发生微小的损失，而损失的这部分质量会按照爱因斯坦著名的质能方程 E=mc² 转化成巨大的能量释放出来。想想太阳，它之所以能持续发光发热，正是因为其核心在高温高压的条件下，氢原子核不断发生聚变，生成氦原子核，释放出取之不尽的能量。这就是自然界中一直在发生的核聚变。

那么，我们人类掌握核聚变了吗？这个问题的答案是：人类已经掌握了核聚变，但以一种不太“温和”的方式，并且还在努力实现“可控”的核聚变来持续发电。

我们先说说氢弹。氢弹爆炸的威力巨大，它依靠的就是核聚变释放的能量。但氢弹的聚变过程并不是凭空发生的，它需要一个“引爆器”。这个引爆器，通常是一个裂变核武器，也就是我们常说的原子弹。原子弹爆炸产生的极高温度和压力，足以引发氢弹内部的氢同位素（如氘和氚）发生聚变反应。所以，可以这么理解：氢弹是利用核裂变作为“开关”，来触发更强大的核聚变反应。这种聚变释放的能量是瞬间、巨大的，无法控制，是破坏性的。

接下来，我们来区分一下“核聚变散发能源”和“可控核聚变散发能源”。这两者在原理上是一样的，都是核聚变反应，都会根据 E=mc² 释放能量。但是，它们在应用方式和控制程度上有着本质的区别。

1. 核聚变散发能源（以氢弹为例）：
原理： 利用轻原子核（如氘、氚）在极高的温度和压力下发生聚变反应，生成更重的原子核（如氦），并释放巨大能量。
触发方式： 需要先通过裂变反应（原子弹）制造出瞬间极高的温度和压力。
控制程度： 完全不可控。一旦触发，反应会瞬间发生并释放全部能量，然后就结束了。能量释放是爆炸式的、破坏性的。
目的： 主要用于军事，制造大规模杀伤性武器。

2. 可控核聚变散发能源（即聚变能源研究）：
原理： 同样是利用轻原子核聚变，但目标是在实验室或反应堆中，以一种可控的方式持续进行。
触发方式： 需要通过多种方式（如磁约束、惯性约束等）在特定设备内，将反应物加热到几亿摄氏度，并维持足够长的时间和密度，使聚变反应能够自我维持并持续释放能量。
控制程度： 目标是实现精确的控制。科学家们希望能够精确控制反应的速度、时间和能量输出，使其成为一种稳定、可持续的能源供应。
目的： 发展一种清洁、高效、几乎取之不尽的能源，用于发电，解决人类的能源危机。

所以，简单来说：

氢弹使用的是“不可控的核聚变”释放能源。 它是一次性的、爆炸式的释放，威力巨大，是武器。
可控核聚变的目标是实现“受控的、持续的核聚变”来散发能源。 这是一个正在进行中的科学和工程挑战，目的是和平利用核聚变产生的能量，就像我们现在利用煤、石油或核裂变发电一样，只不过其能量来源更清洁、更安全、也更丰富。

人类在掌握核聚变方面，已经取得了显著的科学和技术进展。比如，通过磁约束聚变（如托卡马克装置）和惯性约束聚变（如激光聚变），科学家们已经能够模拟出聚变反应所需的极端条件，并且实现了短暂的聚变反应，也产生了净能量输出（输出的能量大于输入的能量）。像国际上备受瞩目的“国际热核聚变实验堆”（ITER）项目，就是为了验证大规模、商业化聚变能源发电的可行性而建造的。

然而，要实现持续、稳定、经济高效的“可控核聚变”发电，仍然面临着巨大的技术挑战，例如如何长时间维持等离子体的稳定、如何有效地加热和约束反应物、如何解决材料耐受高温高能粒子等问题。可以说，我们已经摸到了核聚变能源的门槛，但要真正让它成为我们日常使用的能源，还需要更多的时间和努力。

因此，回答你的问题：
氢弹确实使用核聚变作为能量释放。
人类已经掌握了核聚变，但主要是以氢弹这种不可控的方式；在可控核聚变发电方面，我们还在攻克技术难关的路上。
这里的“核聚变散发能源”（如氢弹）和“可控核聚变散发能源”（用于发电）的原理是一样的，都是利用核聚变反应。但区别在于实现方式、控制程度以及最终的用途——一个是破坏性的武器，一个是可持续的能源。

网友意见

热核武器释放的能量可以包含裂变能与聚变能。现实中能够用导弹投射的热核武器往往大部分能量产自裂变，飞机投掷的大型热核武器才能期待聚变释放的能量为主，沙皇炸弹 97% 的能量来自聚变。

热核武器的核燃料与打算用于可控核聚变发电的核燃料不完全相同，跟太阳更不一样。

人当然早就掌握核聚变了，不止热核武器，静电约束 fusor 有半个世纪的历史，可以作为中子源。现在的托卡马克、球状托卡马克、仿星器之流作为用电器也是可以工作的，它们还不是能源。

不可控核聚变发电，也就是核爆锅炉，可以在足够大的封闭空间内将热传递给熔融金属或熔融盐，这些物质再将热传给超临界水或超临界二氧化碳。

苏联的核爆锅炉示意图：

能搭配核爆锅炉的现代超超临界发电机组的发电效率可以达到 44% 到 47% 以上。

人们对核武器的价格有许多误解。1981 年一颗 200~15 万吨 TNT 当量的 W84 造价 110 万美元，1990 年一颗 5 万~15 万吨 TNT 当量的 W80-1 造价 72 万美元，考虑美元价值的变化后 1990 年 W80-1 的单价还不到 1981 年 W84 的一半。为发电生产的核武器可以进一步精简零件而降价。

目前认为太阳的质子-质子链反应的第一步是 2 个质子聚变为双质子（氦 2 原子核）后其中 1 个质子通过弱相互作用发射 1 个正电子和 1 个电子中微子、变为 1 个中子，使双质子变为氘原子核。太阳发射的中微子可以在地球上测得，并给出对反应速率的估计。

这个反应是非常困难的，因为弱相互作用太弱了。在实验室里根本就没测出两个氕合成氘存在反应截面。这是个吸热反应，至少要吸收 1.25 兆电子伏特的能量。拿加速器将两个 0.7 兆电子伏特以上的质子打在一起，形成的双质子也有超过 99.99% 的概率在小于 1 纳秒的时间内衰变成两个质子并分开。双质子衰变成氘原子核的概率低于万分之一。

按照太阳的表现，太阳核心里的质子没有 0.7 兆电子伏特这么大的能量。目前的解释是质子靠量子隧穿强行越过库伦障壁，如此一来两个质子聚变为氘原子核的反应在太阳核心里平均耗时 90 亿年~140 亿年。看起来，太阳的体量巨大，让这样的反应还是堆出了一些氘原子核。那之后的反应步骤就容易多了。

太阳中心的压力主要是气体的热压，最大压强估计约 2.477E11 标准大气压。核反应速率和热压都受温度与密度两方面影响，可以维持相对平衡，不会变得过热。太阳中心最高温度估计约 1571 万摄氏度^[1]。

估计太阳发生聚变的主要区域是中心的 24% 左右，距离太阳中心 0.3 倍太阳半径远的地方基本不存在聚变反应。

热核武器靠裂变弹爆炸产生的热和聚焦 X 射线提供的辐射压点火，对温度和压强的要求高且没有平衡机制，在短暂的时间内可以达到 1 亿摄氏度，但无法持久。这方面经常被人误解，你在这里也能看到片面强调高温的回答。

现代托卡马克反应堆和仿星器里的等离子体为安全起见密度很低，对温度的要求高而且缺乏平衡机制，聚变时可以短时间达到 3000 万~5000 万摄氏度，但无法自我维持。

国家点火装置之类进行的激光聚变实际上是小型热核爆炸。目前它们也不能对外发电，但可以用来研究核武器。

参考

1. ^ https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/sunfact.html

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