美媒：中國新型核研究裝置可能在核競賽中取勝_風聞

美國《國家利益》雜誌網站12月4日刊登文章《看到這仗怪異的照片了嗎？這是中國升級核競賽的新辦法》。下面是文章部分翻譯：

歡迎觀看中美軍備競賽的最新賽場：用於研製下一代核武器的巨型科學裝置。

美國Z裝置啓動瞬間，設備之間的電火花

聚龍一號的同類照片

……中美之間最大差距在照相技術……

報道稱，《南華早報》透露，中國科學家表示他們正在綿陽建造新的Z箍縮研究裝置。目前世界上最大的同類設備是美國桑迪亞實驗室的“Z裝置”。這種裝置的主要用途是創造引發核聚變所需的環境——但是是在實驗室中可控的安全環境之下。中國的新型實驗裝置的規模將數倍於美國的“Z裝置”。

桑迪亞實驗室在其公開網站上宣稱：“Z裝置能夠創造出世界上任何其他地方無法找到的實驗環境”。

但很快，坐落在中國西南部的城市綿陽，中國工程物理研究院就會擁有比它更理想的實驗環境，而且這這個研究院也是中國核武器的主要研究單位。

據報道，一位中國科學家對《南華早報》表示，這個新的Z箍縮裝置“設計上能夠在瞬間發出60兆焦能量——這是桑迪亞實驗室那個裝置產生的2.7兆焦能量的22倍。它能夠將強大的電流發射到一個線圈上，這個線圈由幾百根比頭髮絲還細的鎢絲繞成，強大的電流瞬間讓鎢絲爆炸、蒸發並創造出一團等離子體，在一個極強的電磁場約束下，爆炸產生的例子被迫向內坍縮，創造出高密度的輻射——大部分是X射線——這個環境能夠更準確的模擬核爆炸的環境。”

“通過如此巨大的能量，我們可以將一個靶丸加熱到1億攝氏度”，這位中國核物理學家表示，“桑迪亞的那台機器相比之下就像是個侏儒。”

《國家利益》雜誌向桑迪亞實驗室方面進行了諮詢，該機構的發言人表示，儘管他們的研究人員已經注意到中國這個項目，但目前不能對此發表任何評論。

下面就不翻譯了，因為顯然《國家利益》雜誌的編輯搞不懂Z箍縮和慣性約束聚變研究對於下一代核武器的意義，而是在那裏大談美國擁有“7000枚核武器”，比中國多很多，所以就算中國有了超級Z箍縮研究設施美國也不用怕巴拉巴拉……

送你一張普京的鄙視——俄羅斯早在2004年就已經設計完成輸出電流50MA（與綿陽的新Z箍縮裝置類似）的“貝加爾”裝置（美國Z裝置為27MA）（俄羅斯這個規劃已經提出很多、很多年了……目前進展情況不明，據稱已經開工），美國方面是否下一步也會跟進不清楚。

其實呢，我國的Z箍縮裝置也不是憑空石頭縫裏蹦出來的，此前我國已經研製了“陽”、“強光1號、2號”等Z箍縮研究裝置，而目前這一領域我國已經建成的最強Z箍縮裝置是“聚龍1號”，輸出電流8-10MA。

與美國、俄羅斯同類的裝置相比，“聚龍1號”的設計方案有自身的特點，技術水平美國“Z裝置”相近，比俄羅斯的“安加拉河”-5-1裝置要先進（此前我國與俄羅斯開展了“中俄Z箍縮聯合實驗，在“安加拉-5-1”上進行過實驗）。

（……這個故事有點像《球形閃電》裏研究球形閃電的故事啊……呵呵）

俄羅斯“安加拉河”-5-1實驗裝置，中國的Z箍縮技術就是通過租用這一設備開始的

根據現有的理論計算，物理學家們通常認為，要實現在實驗室條件下的聚變點火，脈衝功率驅動器的驅動電流應該在40-50MA以上，因此這個級別的Z箍縮裝置將是向慣性約束核聚變推進的另一條關鍵技術線。（另一條是激光點火，也就是“神光”和“國家點火”研究的那一條）

2018年中國《科學網》發表文章，“10月16日，在蘭州大學舉辦的2018年‘一帶一路’西部核能發展科教融合高端論壇上，中國工程院院士、中國工程物理研究院研究員彭先覺向記者透露了他和團隊關於Z-箍縮驅動聚變裂變混合堆研究的最新進展。他們預計，2025年左右將建成50兆安Z-箍縮驅動器實驗裝置，以此驗證聚變和次臨界堆關鍵技術。屆時，這將成為中國人工大規模實現熱核聚變的突破。在此基礎上，2035年左右將有可能建成百萬千瓦級工程演示混合堆。”

這裏説的50兆安Z-箍縮驅動器實驗裝置，也就是《南華早報》報道和這次把《國家利益》嚇到了的“超級Z裝置”。

在講話中，彭先覺表示“所謂Z-箍縮驅動聚變，就是利用數十MA大電流（Z方向流動）通過金屬柱形薄套筒產生的巨大洛倫茲力（磁壓強度達百萬大氣壓以上）推動套筒等離子體高速徑向內爆（箍縮），並以每秒數百公里的速度撞擊聚變靶丸，把動能轉化為實現聚變所需的輻射能（X射線）和物質內能。1997年，美國聖地亞國家實驗室在Z-箍縮實驗上獲重要進展，他們用20MA電流獲得了近2MJ的X射線能輸出。這一里程碑成果使研究慣性約束聚變的物理學家大受鼓舞。中國工程物理研究院從2000年便注意到了Z箍縮研究的重要意義，併為此組織了相關研究團隊，開始了核聚變能源的探索研究。2008年秋，彭先覺在積多項研究成果的基礎上提出了Z箍縮驅動聚變裂變混合堆（Z-FFR）的概念。到2016年底，團隊已對Z-FFR所涉及的各個方面，進行了非常深入的理論 、設計和部分分解實驗研究，完善了設計方案，重要的是並未發現方案在物理、技術、工程、材料等諸方面有不可逾越的障礙。與當前國際國內所有核能概念進行了比較之後，團隊形成了如下認識：

（1）核能有能力成為未來規模(基荷)能源的主力；

（2）當今的Z箍縮技術，能夠最經濟、最簡便地創造大規模聚變的條件，特別LTD技術路線提出來後，可以解決作為能源應用的重複頻率運行問題；

（3）團隊創造性提出的“局部整體點火”聚變靶概念及與之配套的負載、靶設計技術及能量轉換技術，可確保實現聚變點火，並可適應未來能源應用的要求；

（4）團隊創造性提出的“次臨界能源堆”概念及一系列創新、有效的技術措施使Z-FFR在簡便、安全、經濟、持久、環境友好等方面都具有非常優良的品質，能夠成為未來最具競爭力的千年能源；

（5）由於安全性的完滿解決，Z-FFR可靠近城市建造，因而可方便地實現熱電聯供，並將大大提高能源的利用效率；

（6）團隊提出的三迴路水準閉式循環和堆放射性高屏蔽方案，為堆建造場址的選擇和長期應用提供了極大的方便。

（5）和（6）的結合，為改變未來規模能源的佈局（主要採用分佈式，提高電網的安全性）創造了條件。

彭先覺説，上述這些關鍵技術解決方案的提出，使我們看到了一種有效應對未來能源危機和環境、氣候問題的新能源曙光。

而當然這裏説的還只是遠期的關於使用Z箍縮裝置實現慣性約束可控核聚變發電的未來設想。

而在核武器領域，Z箍縮原理可能帶來的最直接的一個突破就是——不需要核裂變扳機的聚變核炸彈。

目前大家知道，核軍控領域，推測一個國家核武器製造潛力的最簡單的方法就是推測其核裂變材料的儲備量。

中國20世紀70-80年代主要使用位於蘭州等地的氣體擴散工廠進行高濃縮鈾的生產，由於氣體擴散法的耗電量極大，而且運行的跡象明顯，因此美國可以蒐集到中國高濃縮鈾的大致產量。

據估計，中國儲備的裂變材料足以製造數千枚裂變扳機——這和美俄儲備了可以製造數萬枚核彈相比就有點差距，雖然近年來中國建立了商業化離心式濃縮裝置，但從它的運轉情況，仍然可以基本瞭解中國核武器發展的“上限”。

通過對靶丸的轟擊，可以獲得一些原本在實際核試驗中才能收集的數據，然後用於計算機核試驗，研製新一代核武器

而現在條件下，Z箍縮裝置設計的最初想法就是模擬核爆炸瞬間的環境，為計算機核試驗蒐集數據——因為現在各大國簽署了全面禁止核試驗條約，不能進行實際試爆，只能用模擬的方法來蒐集數據。

另一方面，雖然五大國都已經擁有氫彈，但對於成功引爆氫彈過程中的一些細節機理，仍然處於“經驗科學”狀態，如果不進行新的核試驗，將無法發展下一代的核武器，但通過Z箍縮裝置模仿核爆炸瞬間狀態，或許就可以揭開爆炸過程中的關鍵機理，從而可以跳過裂變級，直接用常規炸藥引發核聚變——換句話來説，第四代核武器可能就沒有“裂變扳機”——這也意味着這種核武器更加“清潔”。

如果能實現這一點，將可以有幾個重要的改變，第一是可以進一步實現核彈小型化，第二是通過監控核裂變材料儲備量估算核武器“上限”變得毫無意義，第三是可以提高核彈的可靠性和儲存壽命——目前核武器儲存壽命一般不超過十年，因為裂變材料會在衰變過程中出現裂縫、氣泡，在壽終前需要對其進行重新加工，相當於造一枚新的彈頭。

那麼這會帶來什麼影響呢，各位讀者這麼聰明需要我來點破麼？