某位科普up主的气量未免太过狭窄
最近有一个自称清华工物系的陈姓up主（https://space.bilibili.com/3493113318344733），接连发表了三篇有关聚变研究的科普视频，本人深感其解说有不足和谬误之处，故发帖加以澄清，具体情况如下：
第一个视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Qj411V7oi
本人的评论：
有几个事实要澄清一下~
1、既然已经提到了质子聚变与氘氚聚变的不同，那就应该大致说一下相关参数，这样能让普通观众更好地理解两种反应的难易程度到底相差了几个数量级：质子聚变为氘核的反应截面非常小，理论估算只有10^(-23)靶恩，且不可能在实验室里观测到，这就使得质子聚变需要极高的约束条件，以太阳为例，即使其核心温度高达1500万度，密度达到水的150倍，一颗质子与另一颗质子聚变为氘核也需要数十亿年，这就意味着要将3000亿个大气压的热膨胀压力（核爆炸产生的初始火球也只能达到数百亿个大气压）约束那么久，显然，只有恒星级的巨大引力才能办得到。相比之下，人工核聚变只能以氘氚（DT）反应为研究对象，因为这种反应的截面要高得多（最高可以到数个靶恩），这就意味着其所需的约束条件要低得多。以磁约束装置为例，其只能约束非常稀薄的等离子体（粒子数密度仅相当于普通空气的百万分之一），故虽然能加热到上亿度，但由于密度太低，所以热膨胀压力只有数个大气压而已----即便需要对抗的热膨胀压力远远低于恒星内核，托卡马克的能量约束时间也极其有限，早期只有几个毫秒，目前在1秒以下
2、如果要比较各种聚变反应的难易程度，仅看“反应截面”显然是不太准确的，因为这个物理量只是描述了某个反应在某个温度下的发生几率
真正有意义的比较参数是“聚变等离子体的Q值”，或者是在同样的Q值下，哪种反应对应的聚变等离子体需要较低的参数
以劳逊判据为例，氘氘（DD）聚变所需的条件比氘氚（DT）聚变高出很多-----前者的聚变三重积比后者高出1000倍，这已经远远超出人类的科技水平了，因此所谓的“燃料量极其丰富”纯属聚变界的YY宣传，没有任何实际意义
3、氢弹的聚变反应并非“不需要”约束---氢弹的聚变燃烧依赖于惯性约束，这种技术路径的能量约束时间非常短，仅在纳秒量级
4、托卡马克之中的等离子体并非“高密度”。磁约束的一大特点是：只能约束极其稀薄的等离子体，其密度仅为空气的百万分之一，正因为这个原因，托卡马克所要面对的等离子体热压力是绝对称不上“高压”的（大约只有数个大气压而已）
5、“等离子体放电时间”其实是外界对等离子体注入能量、使其产生电流的时间，而且这个时间跟聚变反应的能量增益Q没有任何关系，换言之，不管放电多少秒，哪怕就是1千秒，1万秒，也不会对Q值产生任何影响----真正能影响Q值的参数，是温度，密度，以及“能量约束时间”（这个时间跟放电时间是两个概念）
6、对于磁约束来说，能量增益因子Q被定义为“聚变功率/外部加热功率”（视频里将聚变功率说成是“快中子的能量”，这显然是错的：氦核的动能也是聚变放能的一部分，将其排除在“能量输出”之外是不合适的。事实上，各种专业书籍一直是把聚变反应放出的所有能量视为“输出”，特别是劳逊判据的推导，其中更是涉及“前期输入+聚变产出”的整体转化）
在此前提下，“Q>=1”还远远算不上“点火（自持燃烧）”
事实上，聚变界对高温等离子体有3个公认的“判据”，分别是：
1)、能量得失相当，这就是所谓的“Q=1”
2)、劳逊判据，相当于Q=3
3)、点火判据，即不再需要外部的加热功率，此时的Q在数学上等于无穷大
从工程实践来看，理论上的“点火”（即完全不需要外部加热功率，Q=无穷大）是不可能实现的
7、视频提到：“温度和密度的乘积就是聚变功率”，这显然是错的----稍微有点物理常识的人都知道，这两个物理量的乘积是对应了 气体/等离子体 的“热膨胀压力”
再来说说聚变研究的真实情况：迄今为止，全世界所有的氘氚燃烧实验的Q值都小于1（最高Q值由欧洲联合环（JET）获得，约为0.67），即氘氚聚变释放的能量要明显少于燃料气体从外界吸收的能量（即气体升温所要吸收的能量，这并不包括约束高温等离子体所消耗的能量）。这个事实也许令很多人感到意外，但确实是真的。如果最终的研究结果证明能量增益Q值达不到实用要求，那人类社会的发展模式就必须有所改变了
值得一提的是，全世界所做的“燃烧实验”都集中于上世纪90年代，进入21世纪之后，世界各国在长达20多年的时间里所做的等离子体实验都只是“不发生任何反应”的模拟运行，即能量输出都为0
那个陈姓up主已经删除我的评论并将本人屏蔽了，但他的错误是无法抹掉的
第二个视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Lc411E7oo
本人的评论：
有几个事实要澄清一下~
1、欧洲的JET与美国的TFTR在设计之初是被规划为“准备实现Q>1”的，但最终的Q值都明显小于1（最高记录是JET的Q=0.67），这说明人们对聚变等离子体的认知是不够完善的
2、日本做出来的Q=1.25，其本质是“纸上谈兵”：日本做的聚变实验是以氘（D）为原料，换言之，其真实的反应是氘氘（DD）聚变，由这种反应得到的实际Q值是远小于1的（仅为0.0056），那所谓的1.25又是怎么来的呢？答案是：换算。将真实反应中的一半氘（D）核“设想”为氚（T）核，日本人就“算”出了所谓的1.25-----关键数据不是由真正的实验直接给出，而是出自假设，这显然违背了基本的科学原则
3、磁约束的Q值被定义为 聚变功率/外部加热功率，在这个定义下，Q=1仅意味着“科学上的能量得失相当”，即聚变等离子体的单位体积在单位时间内放出的初始能量（中子与氦核的动能之和）在数值上等于外界的加热功率
劳逊判据的定义则完全不同：把聚变反应产生的能量和前期的输入能量加在一起，并假设其转化为电能，再假设这份电能=燃料被加热到反应温度所吸收的能量+高温等离子体在能量约束时间之内因韧致辐射而散失掉的能量，由此解出一个关系式，左边为粒子数密度n与能量约束时间τ的乘积nτ，右边则为温度T的函数
换言之，劳逊判据是从“工程意义上的得失相当”出发，解出一个关系式，这个式子决定了nτ值与T的数学关系---在磁约束的Q定义之下，劳逊判据对应的Q值约为3
4、不管是什么样的装置，其都要通过大量的燃烧试验来回答两个问题：
1）聚变等离子体的Q值可以达到什么水平
2）在某个特定的Q值下，等离子体能燃烧多久
一般的“等离子体运行实验”没法回答以上问题，因为这种实验并未使用氘氚混合物，即等离子体内并未发生聚变反应
第三个视频：https://www.bilibili.com/video/BV1Bb411Z7Lr
本人的评论：
有几个事实要澄清一下~
1、确实可以用锂元素来造氚，但问题的关键是：锂有两种同位素，锂6和锂7，前者的丰度只有7.42%，换言之，锂元素中的绝大部分都是锂7---中子轰击锂7生成氚，这个反应是要吸收能量的，也就是说，绝大部分锂对于“能量产出”是不利的
2、任何一种聚变反应的“点火条件”都不是单独依赖于温度---离子温度，粒子数密度，能量约束时间会共同影响聚变等离子体的能量增益Q值，也就是说，氘氚聚变只能给氘氘聚变/氢硼聚变 提供高温，而nτ值（粒子数密度*能量约束时间）仍然要看约束的品质
就劳逊判据来说，氘氘聚变所需的三重积是氘氚聚变的1000倍，这已经远远超出人类的科技水平了（劳逊判据还只是工程意义上的得失相当）
3、把“永远50年的”梗全部归咎于 苏联崩解/ITER的拖沓 是不合适的：聚变研究之所以会“冷”下来，很重要的一个原因是欧洲的JET与美国的TFTR并未达到设想中的“Q>1”，这导致很多人对聚变研究产生了怀疑
换言之，聚变界自己在研究上的失误（过于乐观的估计）是让外界产生质疑的重要原因
相信各位都能看得出，本人只是在就聚变研究本身发表自己的看法，只是这些看法不太合乎那个陈姓up主的胃口，所以他试图用一些模棱两可的说法来加以糊弄，但都被我一一反驳，最后他只能依仗自己的“专业身份”，“居高临下”地扣帽子、搞人身攻击：
本人当然不会接受这种攻击，于是做出相应地回击：
最后，这位陈姓up主无法再辩下去，只能删除本人的所有评论并加以屏蔽
对于这件事，我只想说：如果一个人连不同意见都容忍不了，甚至会在无法反驳的情况下使出人身攻击、删帖拉黑的伎俩，那他的科研道路恐怕会有很大的问题
请下面的朋友到这里讨论
