常温核聚变

作者：李明 程向东

摘要：本文提出并在理论计算上验证爆炸动能可用工程约束，进而推定核聚变能量是可以用

大工程手段被约束并加以利用发电的。从理论上否定“核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用

于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。”这个教科书

上的著名定论，证明现代低当量核爆炸的动能破坏力与现代人类爆炸约束工程能力之间有巨

大的交集空间，若仅能证明只有一个交点或交集很小，这样的设想从工程角度来讲也是不成

立的。与通常的基础理论研究论文不同，本设想不试图发现新的物理学基本原理，它的目的

是对我们所提出的物理工程概念进行论证。

关键词：受控 核聚变 发电 热核

前言严格地说本文不是一篇核物理基础理论研究的文章，它是探讨核能利用的文章。文中提

出的观点会有很多不够精确的计算（多数以物理上限为基准），模型方案是比较“粗”的方

案，与最终可能实施的真正设计有着很大的距离，这与我们在核物理方面的数据、理论水平

和经验欠缺有关。但本文总体的科学逻辑我们自己认为是比较严谨认真的，文章也为未来的

研究提出了一些可能的方向。计算过程因篇幅所限未全部列出，数据结果都是从物理教材及

公开文献中找到的数据计算得来的。这是以本人2003年自然科学基金申请报告为基础写的，

当时基金委以‘美国人都不这么干’、‘还不如用煤发电’等等有趣理由加以拒绝。实话说，

如果我是中国有关刊物主编，也不一定会支持刊载这样的文章，但也确实不好找出什么科学

依据来反驳文中的论点。之所以这时才在网络中发表，一方面这里有一个比较宽松的学术环

境，另一方面也是在广泛征求多方专家的看法之后慎重起见。本方案在计算时没有把核能量

与常规能量作本质区分——在我来看核能无非是大6至8个数量级的超级能量团，这也许是

本方案最可能出现问题的地方，方案中会有很多不精确的地方。在此发表此文以抛砖引玉，

找出方案的问题所在，我的观点是对还是错都是正常的学术探讨（自己坚信是正确的）。武

汉物理所的原子物理学家雷体仁研究员在相关的物理学知识方面提供了全面的帮助，我所熟

识的物理、（专业）力学、（专业）热工、爆炸、地质工程、建筑工程诸方面的专家对方案也

多持谨慎或全力支持态度。在方案的推演过程中受到了学校各相关部门领导的支持，在此向

领导和专家致以最诚挚敬意和谢意！

受控热核聚变是人类梦寐以求的“终极能源”，得到了它人类就得到了永远的光明，从此不

会有能源危机了。氢弹爆炸后的半个世纪，全世界科学家和大国政府在这个问题上投入了不

知多少金钱、时间和智力，但总是不得其解，还出了很多笑话、骗子，但核技术的进步从来

就没有停止过。要让太阳在人造的炉子里燃烧实在是过于勉为其难了，还总给人的感觉是就

差那么一点点。与裂变不同，到目前为止实际中的持续、稳定、可控的聚变反应只存在于宇

宙空间的恒星燃烧，连木星这样质量的星球都无法成为一颗恒星。低速裂变——同位素衰变

在地球上实际是普遍存在。裂变反应可以在低温下可受控制地自然发生，而聚变反应只能在

超高温、超高压条件下发生。“托卡马克”是试图用电磁场的物理手段解决不间断的超高温、

超高压条件可控小聚变，从而实现连续聚变。太阳总是“想”以最快的速度爆炸燃烧，它实

际上就是在爆炸。站在旁观的立场看，聚变是恒星能量，裂变是行星能量。人们还在大量投

入资金进行“受控聚变”的研究，试图实现低能量（对核爆而言）连续输出，甚至于试图找

到核聚变反应的“新”条件，从理论上来讲这是逆“道”而行。 我们认为以目前的技术条

件完全可以实现“受控热核聚变”！在五十年的实践无法达成目的后，何不另辟蹊径换个思

路来考虑问题？教科书上总有一句话：“核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，

因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。”好象已经成了定论（这里不

是定理，定理在一定条件下是真理）。我们认为否！其实各核大国早就已经掌握了“受控热

核聚变”的相关技术——地下核爆炸，它实现了“受控热核聚变”的一切目标——聚变、受

控、能量受约束地缓慢释放，只是其中的释放是无条件释放，无非就是打个“地炉子”——

人类最古老的用火形式，这个炉子又深又大又结实。爆炸、取热、发电直到冷却再进行下一

次爆炸——发电循环。内燃机不也是从汽缸里一次次地进行“受控爆炸”中获得能量吗？这

个思路到此为止几乎可以肯定应该有科学家设想得到，没什么不可理解的，如此巨大的能量

被埋在地下科学家是不会不动心的。把地下核爆炸的条件引入工程之中完成“受控聚变”发

电应该是有可能的。几万吨甚至更多燃料一瞬间燃烧光之后的能量几乎全焖在地下一个原点

附近，这本身就是个令人激动的事实。与天然地热矿相比，热源明确不用找矿，但它毕竟更

象“矿”，能源利用效率非常低下，其能量的绝大部分以不同的形式耗散到围岩之中浪费掉

了，很不经济，且激波动能无法实现有效的有益化转变，是有害能量。

解决方案：

液体或半液体介质单炉方案以工程手段在地质条件稳定的（比如花岗岩）地区建造深

300-1000米的足够巨大的地下（半地下）封闭筒型水罐，此水罐罐体直径为120-300m（内

部尺寸），罐体材料设想在经济技术条件理想的范围内选用（无非就是——钢铁、钢筋混凝

土、火山浮石、工业陶瓷之类常规隔热、耐高温之建材），在其中灌入几百万上千万吨水（或

掺有固态物的水），罐体上部要留有足够大的空间充以二氧化碳或氢气（保护钢铁不至于被

氧化），以上这些数据都是人类工程技术所能及的，开挖一个深千米、直径300米的大坑，

以现在的工程手段是毫无问题的（南非金伯利矿坑深2000m），其支护圈厚度占直径的十分

之一在地下工程中就是非常牢固的厚度了。工程的规模应根据实际情况设计，如聚变爆炸当

量、点火形式、电厂目标规模、点火核污染最大可容忍度、经济技术合理性、工程条件等等。

也可以认为，这个方案是在进行“有序化控制地下核聚变爆炸能量”，62.05米是1000000

吨水的“球体”半径，是已公布的“中子弹”1000吨当量TNT的1000倍水重量。如此巨

大的工程只有我国这样的大陆大国才有可能建设和享用，日本那样的发达小国是没有这个使

用需求空间的。我们中国向来就有建造巨型工程改良国家环境的传统——都江堰、长城、大

运河、三峡工程、南水北调、青藏铁路等等等等，无一不是突破前人想象的巨型高难度工程。

根据需要不断地在“罐”中引爆‘中子弹’。就可以最终达到从罐中取热发电的目的。我们

可以称这个罐为——地下式中子锅炉。其功率的输入输出从理论上讲非常容易控制，水温低

时引爆能量提高水温，功率输出可以通过阀门（泵）自由方便控制，能量的输入输出由中间

介质‘水’隔离。所需巨大的地坑可以直接利用废老露天矿坑回填，或选择某种有利地形如

山坳、自然深坑或排干一个深水环山微小海弯（如果有的话），这样可以最大程度地保护环

境减少土石方工程量，如果有一个死火山口这是最为理想的大坑了，它的稳定性、牢固性和

保温性都是上乘的，当然在没有条件的地区也可以专门人工开挖（我们怀疑真到建造时是否

还需要那么多的电站）。水可以用。海水，“中子锅炉”对水的要求不是很高，取热用成熟的

双循环技术。以上的聚变爆炸如果解决不了外源裂变核扳机点火问题，我们应该设计目前裂

变电站采用的双循环热交换系统，但与目前的核电站放射性废料相比接近于无，污染水平在

点火条件相同时与一次点火引发的聚变当量成反比。这样的中子锅炉是越造得大越好——裂

变当量比例越低越好。这将会带来四大好处a:核污染与产出能量比例下降，b:热能耗散水平

下降，c:工程、材料费用与能量的投入产出比提高，d.聚变能占比例越大，能量成本越低。

这个大当然是在人类可以完成的工程能力水平以内，而且不能是不惜一切代价的投入，在可

靠的基础上照顾经济、需求规模等等因素的理性设计。这个工程如此之大，也许要经过几年、

十几年时间施工，这期间核军工科学家可能已经解决了绝对的“纯聚变”爆炸问题。我们设

想的方案思维出发点是：科学回避不了的聚变爆炸问题，就不回避转而用科学与工程相结合

的手段面对它进而解决它（其实工程也是科学的一部分）。具体对本设想来说就是，人类可

以造出的最大抗爆炸工程的抗爆炸能力与最小核聚变爆炸动能的冲击波破坏能量存在着巨

大交集空间，在此思想之上建立起来的能量收集系统工程是可以完成聚变发电的目标的，这

一点与教科书上所说不同，在后面我将进行一系列简单理性的分析和合理的设想，证明我提

出方案的正确性。目前已知的“受控聚变”方案都是试图把聚变控制在连续燃烧或爆炸小到

在人面前（“小”机器内）都不会产生问题的水平上，而我们的方案是让已知的聚变核爆炸

在可以造出的巨大的工程内完成，用工程来控制聚变能量的外泄，“大”还有一个付带的好

处：其中的热能不易自然耗散，存能能力强，而且极易于人工提取。已知大气中中子弹爆炸，

其冲击波及热杀伤半径仅不足200米，中子杀伤半径仅800-1000米；一个大气压下水的密

度为空气的800倍，100米深水之下就更大了。我们设想的工程是一个水深可达300-500米

的深水大罐，这点能量对“中子锅炉”罐体结构不会构成任何影响，只有万分之一到几百分

之一的装药、有巨大弹性空隙的大炮可能炸膛吗？汽车的汽缸也几乎没听说过被内燃气体炸

坏的（除非是假冒伪劣）。在我们这个设想中提到的最小容积下——300米坑深、120米直径，

1000000立方米水体，数百万立方米上部高压气体空间，水中引爆一颗1000吨TNT当量的

军用中子弹，其总能量仅够增温不足1℃！若以这样的配比关系建立电站，要达到发电水平，

需引爆300次甚至500-600次以上的千吨级核爆，“中子锅炉”才勉强进入了发电温度，这

叫启动。这只是我们设想的一个极端安全的模式以说明系统的安全性和能量输出可以达到的

平稳性，如果计算下来这个比例还不够，还可以再放大几倍到十倍！中子弹爆炸中能量的主

要表现形式是快中子，爆热能和机械能在整个能量表达中只占不足总能量的30%，在机械

系统中“内燃机”是专门追求机械能的设备，启动时冷机器达到40%的能量转换就很了不

起了，而封闭在“中子锅炉”中的能量，主要是热能，少量的化学能、核能（污染），且我

们还要对机械能进行一系列有益转化，外泄的主要形式可能是物质震动波（比例会极小）、

极少量穿透巨大水体和炉壁的快中子能（它们最终还会在壁体近处转化为热能）。 静力学

分析：设中子锅炉地下深H=1100米，地上高h=200米，内径r=300米，炉顶空腔加100个

大气压。通常岩石体以约2.5吨/m3某深度围圈内外的压强差为P=(2.5-1)×H×0.1-100，这

个压强差要炉壁围圈及岩石自身的应力来平衡、抵消。在最深水1000米处引爆数千吨级核

爆炸，其爆炸冲击波的压力作用于炉壁，还不足以消除岩石向内的预应力。水下650米左右

是结构应力平衡的位置，这个深度炉壁主要只是材料本身受到的深水压力，结构方面受力很

小。也就是说，在这个深度以下炉体主要考虑“顶”——对围岩的支撑；在这个深度以上炉

体主要考虑“箍”——对炉内高压的约束。平衡位置以下的一定区域在爆炸过程中有一些应

力方向变化，这对坚固的炉体、围岩来说算不了什么问题。大跨度封顶的问题，我们作了一

个初步的设想，强度没有问题。罐中要灌水，且罐顶空间要加压至100个大气压。在这样的

条件下，罐体直径实际上还可以加大一些。长江上公路铁路两用桥梁的跨度比这还要大

(400m)，它们还是单拱支架结构，实际上桥梁早已经达到1000m以上的跨度（悬索、斜拉

结构），正在设计的有3000m的桥梁，理论上讲大跨度钢铁建筑的‘极限’跨度就是两点间

横拉钢索的‘极限’距离。这太大了！只是在200个大气压300℃的水体环境中，让中子弹

定点爆炸，其机械系统的设计制造有一定的困难，且系统的维修也将是一个难题。但这种困

难应是可以克服的。在这个环境中，水深1000米加100个大气压的条件下引爆炸弹，从静

态力学分析的角度来说，就相当于800米的地下核爆炸。固体在核爆炸瞬间条件下的性态与

液体有点相似。与“托卡马克”装置相比较，这个系统中也有用能量约束能量的部分——上

部空间的高压，实际上是用气体的压缩势能模拟深水（地下）状态去约束核爆炸的动能，而

且在容器安全的前提下，这个压缩气体能量封闭在炉膛内，能量的大小比较容易调节控制。

这样我们的系统就具备了两方面的能量约束条件：a. 大物质约束——保证了巨大的能量包

容能力和巨大的能量缓冲体：水。这里的水起到了内燃机中活塞、飞轮作用，还起到了抗爆

炸软垫层的作用，这个特点是“托卡马克”装置不具备的，尺寸有限的“托卡马克”装置，

线圈的能量容量不可能无限大，这是物理学常识，这是为什么五十年代提出，到现在还认为

再要“三十年”的原因之一，也许超导体实用水平再提高几个层次后，就可以彻底解决这个

问题了。水体根据需要，可以精心设计。b. 大能量约束——大大压缩了核爆炸能量在水中

的杀伤半径提高了锅炉抗爆炸容量：高压气体。这里的高压气体起到了类似“托卡马克”装

置中线圈的作用，协助巨大水体把爆炸空心球的半径进一步压缩到合理的水平。高压气体就

是给这个大汽缸的大活塞加装了一个大弹簧。它可以减少水的用量、提高水加温速度、提高

水的沸点（液态贮热容量）、大大缩小土石工程量。这样从能量代换的角度出发：“托卡马克”

是用了巨大的电磁能量进行核能量的约束；我们的设想是用巨大的压缩气体空间配合巨大的

水体进行核爆炸能的约束，大空间气体的压缩过程就是“核爆炸约束专用能量”的聚集过程，

就象“托卡马克”装置的线圈加电过程。其实“托卡马克”装置和中子锅炉都可以找到能量

的表达，只不过表达方式不同而已。“托卡马克”避开了脉冲能量产生的激波，但‘力’的

产生一克也不会小。在材料、工程地质条件许可、工程经济合算和绝对安全的前提下，建造

深千米级内半径百米级的炉子，上部空间膛压在100个大气压之下，这样的中子锅炉其抗连

续核爆的容量也许可达到万吨级——也就是说2100年时，我国全国的能耗总量也许还用不

完这样一个炉子的最大能量输出能力！鉴于高压气体在本方案中的重要地位，电厂系统的设

计中必需把它的生产考虑进去。气体压力与巨大水体对核爆球的约束贡献，在具体设计时根

据需要进行计算。以上数据是以设想工程的上限为据计算的，以后的计算将以设想工程规模

的下限为据。

介质、介质形态分析：是否可以不用水介质，仅在中子锅炉中充以高压气体呢？我们认为不

行，只对压缩破坏性高温球体半径而言，高压气体只是在一定的“纯”状态下（介质对动能

没有任何衰减作用）有相同的约束半径。这个“纯”状态是不存在的，与气体相比，水有巨

大的质量、巨大的抗压缩弹性；与气体相比这个特性对约束高压高温爆球的半径而言，约束

能力要高出非常多倍（此处暂时没有计算），对于冲出“高压球体”的动能（就是介质中的

动能波），气体与水因密度不同，水的衰减能力也是大大高于气体，高压气体约束没有水可

以起到的巨型惯性活塞作用。同时对非动能核爆炸能量（主要是超高能快中子辐射），水是

理想的热能转换介质，气体在这个性能上与水无可比性。与气体相比，水是极好的热导体与

贮热介质。可否用其他液态材料呢？从“纯”力学角度来讲，水不是最好的爆炸约束介质—

—汞、高温液态铅、锡等等，大比重液态金属的动能约束能力也就是惯性都大大高于水，但

它们在自然界的存有量无法与水相比——根本无法找到这么多的材料；更重要的是，水在核

爆炸快中子辐射条件下的原子稳定性，大大高于重金属——水只发热，而重金属在快中子轰

击之下会发生原子级变化，如“铅”原子受快中子轰击之后产生放射性“金”同位素，这个

“金子”没法在金融市场上出售，重金属若真用于核爆约束，会降低热能生产，多产出一些

放射性污染。水是最好的中子锅炉基本介质。当然，若以水的“本性”来看还是有一定缺陷

的，水的可压缩性远不及气体，粘滞性远不及沥青、淤泥，但我们可以改造“水”这个介质，

使之成为我们所需要的介质。例如，我们可以让水中“溶”入大量的“碳”微粒，构成清淤

泥状“超浓墨汁”，在介质底部不断地充以二氧化碳或氢气体，构成高压环境下泡沫丰富的

超饱和气体溶液。核爆时，因第一时间是快中子射入水体，此时会有大量气体析出使气泡扩

大，气泡的多少取决于水压和水体能量，在爆轰波与冲波到达以前，水体中会出现大量气泡

形成“海棉”状水体，它对“波”动能的衰减和钝化是有很大作用的，在波能量到达炉壁以

前尽可能多的衰减与钝化是我们的主要目标，“空腔”之外还有20米以上的水体厚度、68

万吨以上的水，这为我们做消除与转化动能的文章留下了足够的空间。水气混合体应该是隔

绝与转化波动能的理想介质形态。这很好理解——泡沫材料是隔音、隔热材料的常见形态，

波能量不易在不同介质中实现跨介质传播，波动能折损很大，转化为无害有利的热能。从波

的常识出发，水中很多气泡或气泡团的直径应大于冲击波的波长为佳，这样的大直径气泡应

足以多层次包围爆点。类似这种混合介质的抗动能设计，人们其实早已广泛应用了，最强烈

的常规抗动能手段也许是现代坦克的复合装甲和间歇装甲——只那么一点点空间距离就要

完成对抗那样高度聚集的数以兆J计的动能破坏。我们设想的这个方案，能量虽然十分巨大，

但它的动能波不是聚集而是以大球面形态扩散开的，球体边缘动能密度比反坦克动能穿甲弹

要小几个数量级。由于不同介质的弹性模量不同，弹性压缩波在混合介质中的传递必然是一

个复杂的过程，不可能是一下子全部表达到介质的另一面。作为介质，‘水’与‘气’各有

优缺点。由于‘水’一般被视为不可压缩的，以此不难推定，水中的激波能量在总体能量中

的比例不会很大，但密度很高、压强极大——这就解释了我们在水压爆破图象资料中看到的

装药量不大，但破坏‘力’大，同时破坏后抛射物动能很小。而气体介质与‘水’这个介质

的性质恰好相反。再有就是‘气体’比重越大，形成激波动能的能量比例越大且波长越小波

峰越尖锐，假若存在‘没有质量只有压强的所谓理想气体’，这个‘理想气体’里就不会出

现激波，所有的能量将是爆炸火球的全部机械能量以‘所谓理想气体’为目标整体压缩，‘氢’

是自然界中最接近‘真空’的物质，如果是高温电离状态下的‘氢’这个特性更加接近‘所

谓理想气体’，所以我们把‘氢’作为一个气体介质的选项。其实‘托卡马克’的电磁约束

力就是在真空中的高压力。以‘水’与‘气’的混合体为介质，就相互补充了对方的不足，

发挥了它们各自的长处，这就是我们认定气泡丰富的‘海棉水体’为最佳介质形态的理由。

三峡围堰水下爆破清除工程，也采用大坝一则向水下充气产生气泡，减轻冲击波对大坝的破

坏作用，从而保护大坝的安全，在并不算太大的气泡幕的保护下，50%的激波能量被消除。

爆炸发生前的瞬间，在水下通过加气装置在容器的触水面（内壁）充入气体，形成一个一定

厚度的‘气垫层’，将大大化解冲击波对结构的破坏力。在容器上部空腔中也要用发电降温

循环后的水回注，形成气体介质中的液体混合物，完成与水中气泡相似的作用。炉内形成一

个动态的介质体，也可以理解为一个‘常规物质向心惯性能量体’，由于‘向心惯性能量’

与爆炸的‘离心’能量矢量方向相反，对解决冲击波能量应是有利的。当然在实际的设计工

作中要有完整精确的计算与设计。这些介质控制工作用去总体电能的1%至5%也许就可以

了，这些能量的大多数还会还原成介质热能封闭在地下容器中，这是一个设想。现实机械系

统中，对令人不愉快的激波早已大量运用了类似原理——内燃机、无声枪械的消声器，它们

有用多级空间也有用混合介质，但总的物理原理是一样的，就是运用异种介质的阻波（能）

原理把声波动能转化为热能，但它们所能动用的介质一般只会有固态与气态两种以静态方式

被动消波，还不及我这个设想来得彻底、方便。如果能开发出耐400-500℃高温的类似橡胶

特性的高分子材料，作为炉体的消波密封内垫层，配合其它一系列消波手段（如沙袋、车床

钢刨花团、钢铁隔波墙之类），这样对波动能转化为热能是最好不过的了。在这么大的空间

里，把激波的波动能尽可能地转化为介质热能，加上大厚度专门设计的围体。工程的外部实

现极低动能外泄，也就是人站在上面感觉不出什么动静或接近一般（裂变）核电站的动静，

是有可能实现的。

看来“上帝”在地球上“造”这么多的水是有他的妙用的。这是西人的说法。作为中国人，

实在没法理解西人的那个“BIBLE”，我们的观点是：“人法地，地法天，天法道，道法自然”！

万事万物，只要顺应自然，就有可能找到精妙的解决方案。“上善若水”，中国人思想体系的

根源是唯物。在巨大的地下水体及空间中引爆核弹收集能量，也合了老子所曰：“万物负阴

而抱阳，中气以为和”的思想。 作者：李明 程向东

动力学计算机单纯模拟：爆炸对围体的破坏作用，本质上讲是一个力学过程。既然是力学过

程，自然必需遵循力学的最基本定理。能量对物体的破坏力，是与能量的密度、能量所处介

质的物理特性密切相关的。我们所能看到的机械破坏性能量无非是——动能、物质的压缩势

能、热能（尽管在理论上它们都可以表达为质点水平的‘动能’，但在实际计算中还是分开

描述在工程上准确一些，不讨论与本文关系不大的化学破坏能）。无论是上述三种能量中的

哪一种，不同的固态物质对不同的能量密度都有一个屈服临界点。在本文前面已经讨论过热

能不是本方案的破坏性问题——一次投入1000吨TNT当量的能量只产生不到1℃温升。因

此对巨大容器的容器壁力学破坏的计算，是解答本文问题的基本出发点——如果解决了爆炸

的力学破坏性问题，其它就没什么过不了的难关。其实这也是当初（二十世纪五十年代）否

定‘氢弹’用于发电的最根本原因，如果当今的核物理还停留在几十万吨TNT以上的水平，

本文提出的这个方案也就无从谈起了。关于‘动能、物质的压缩势能’的破坏。位移动能（膨

胀火球推动的介质整体运动）由于介质体积、质量非常大，介质运动速度不可能大到对高强

度材料产生破坏作用；波动能的破坏作用是本节讨论和计算的中心；‘物质的压缩势能’在

人们的生产实践中，也是常常可以看到的——锅炉的爆炸这一类的破坏性事故就是压缩势能

累计到一定密度水平之后产生的破坏性物理变化。在爆炸激波动能的传播过程中，质点动能

与压缩势能的相互关系是贯穿全过程的。可见，能量对物体的破坏作用，与能量的空间密度

密切相关，如果把通常三维空间的概念扩展到四维空间——把时间轴加入到空间解释中，‘爆

炸’过程是一个时间高度压缩导致在力学上空间能量密度扩散高度不平衡的问题。四维空间

的任何一维轴被压缩，都会导制能量在其它三轴上的富集，能量在三维空间的高度密集是能

量破坏力的关键。解决这个高能量密度空间的问题可采用以下对策：a. 降低能量级——‘托

卡马克’通过注入极微量燃料实现；我们的方案通过选用可能很小当量聚变来实现。b. 拉

长能量的释放时间——这个在‘托卡马克’中是其基本手段；我们的方案中表现为一段一段

的时间段，能量脉冲式的释放。c. 加大能量的扩散空间——当今的‘托卡马克’越造越大；

我们的方案干脆就是把能量扩散空间扩大到我们可以想象到的最大空间。d. 加大空间容器

的强度，这包括材料与系统结构两方面的方案设计选择。e. 整个系统的能量释放过程中，

系统必须有与之平衡的能量输出，否则，无论什么系统的空间总有容纳不下高密度能量的一

个临界点，比如日常生活中时有发生的压力锅爆炸事故。所谓‘爆炸’，只不过是‘燃烧’

的一种特定方式罢了。通常人们说的‘燃烧’，因其注入能量与‘燃烧火焰’边缘对环境的

输出能量平衡，且能量场力学稳定——存在一个高温、与介质环境等压的等离子体，不会出

现力学崩溃产生激波，故不会有（相变）爆炸出现。而‘爆炸’就不同了，它没有‘燃烧’

过程的能量场，能量为了实现其在空间上的力学平衡，必定会出现‘力学崩溃’。假定1000

吨‘爆炸’的爆炸原点就是这个1000000立方米的球状空间，也就是说这1000吨TNT的能

量在这个空间中均匀同时发生，全部能量以机械能计算，以气态物质计算这个空间中也就只

会产生42个大气压的阶梯状非线性升压。设定：1、 所有计算必须完全遵循牛顿定律、能

量守恒定律及一切相关物理定理。2、 以现实的小当量核爆炸为能量计算基准，完全公开的

小聚变爆炸可知‘中子弹’是1000吨TNT。3、 以人类已经完全掌握的工程能力及大规模

工程材料能提供的工程能力为工程规模设想基础。设想一个124米大的跨度空间，可容下一

个1000000立方米的球体。4、 以最容易计算的介质——气态介质为参考计算介质。5、 为

方便计算，假设这个容器就是这个1000000立方米的球状空间。这是一个在力学上抗破坏力

最差但最容易计算的形状。6、 爆炸能量全部以‘波’机械能表达。这样的计算肯定在计算

上会超过‘力’的绝对上限。7、 只计算爆炸中破坏力最主要的纵波，全部激波的能量只以

这一种方式出现。不考虑机械能量的其它转变。8、 对爆炸火球、介质采用‘洋葱头’那样

的分层，时间以计算机可以表达的最小极限为分割。9、 假设整个过程只有力与能的传递，

没有物质的交流。10、 固体球壁所受压力，以球壁紧邻的那层介质在爆炸过程中最高压强

为准。11、 各参数可进行有目的的调整。这个单纯化的力学模拟程序并不难设计。

最后经我们编程模拟计算表明：1、 介质质量不变的前提下，爆炸波力与介质压强之间的关

系是：介质压强越大绝对波压力越大，但波压力与介质原有压强之差越小。2、 只要单纯氢

气介质中发生的爆炸绝对波压，在100个大气压以内的介质环境下，边缘压强没有可能超过

500个大气压。

模拟计算表明，这样的力学条件是人类工程所能承受的。但这又肯定不是一个轻易可以

达到的工程水平，实际上一个大气压的压强差就足以对常规的民用建筑造成破坏，当然，任

何取热的锅炉其对抗能量的强度也不是一般民用建筑可比的。

爆炸杀伤效应半径作一点分析：为了分析方便，首先设定——介质对杀伤能量的衰减为

０，此所谓“理想介质”；推算某效能时，不考虑其它因素，此所谓“理想模式”。爆炸动能

在介质中传播、扩散有以下四个效能方式：a. 三维空间球体膨胀——其能量在单一介质中

的扩散是以球体形式膨胀，能量密度与球体半径的立方成几何反比。我们看得到大小不同的

爆炸，火球半径差别不是很大。1 公斤与1克炸药，在单一介质中此种效应下的杀伤性球体

半径比为10：1。此效应为其他三种动能效应的源效应，占较大的动能当量比例。b. 三维空

间球面扩散——能量在单一介质中是以球面波的形式扩散，其能量密度与球体半径的平方成

几何反比。这一点我们的物理常识也可以理解，1 公斤与一克炸药，在单一介质中的同效能

杀伤半径之比不是1000：1也不是10：1，而是100：1。这是冲击波能量的理想表达形式。

c. 三维空间中的二维扩散——在不同介质的结合面，有一部分冲击波能量会以二维圆圈的

形式扩散，可压缩流体的冲击波有一部分会以此方式向外扩散。大气层核爆炸时的大半径地

面冲击波有一部分能量来源于此，在极大核爆炸时，如苏联搞的亿吨级，大气层可以认为是

一个“薄”层，此时应多考虑二维扩散因素，效能a、b都会受这个“薄”大气层的影响。1

公斤与一克炸药，此效能下的杀伤半径之比不是10：1也不是100：1，而是1000：1。水面

的涟漪就是以这种方式扩散的典型波动能。锅炉中这一种能量的表达形式是基本无害的，对

热循环有一定的推动作用，尤其对双循环系统，希望a、b效能的动能有一部分转化成为这

种表达形式（这是设计问题）。d. 三维空间中的一维传递——爆炸产生的固体抛射物的能量

不扩散、能量着点与出射距离无关，子弹、炸弹弹片在空气中有极大的杀伤距离，原因在于

此；此外还有理想激光等所谓定向能。普通核爆炸没有固态抛出物。宇宙空间物体的运动基

本遵守这个规则。现实中的爆炸能量是以混合上述四种效能方式传播扩散的。理想的核爆炸

是没有固态抛出物的。在我们设想的中子锅炉中，必需考虑高压水介质在能量缓冲和衰减中

的巨大作用，在能量衰减、扩散到不足以对锅炉壁产生影响并到达炉壁之前，能量是以效能

a、b的形式扩散的，对冲击波（如果它对炉壁还有一点破坏能力），我们有几套解决方案可

供研究。其中效能a因为体积膨胀非常之大，能量平均分配到球体内几乎可忽略，因此以效

能b方式扩散的能量是这个中子锅炉的主要设计防范目标。顺便看一下深水炸弹，在海洋中

无法实现效能c的扩散；效能d因为深水的巨大密度，弹片的能量在水中急剧衰减，没有常

规炸弹弹片设计的意义；只有a、b效能可以考虑，其中效能b又因介质水的衰减作用要少

考虑一点；因此，多多考虑效能a才是正确的深水炸弹设计思路：要么小当量直接命中足以

击穿潜艇钢板就行，要么提高6个数量级才可能提高100倍原本很小的有效近炸杀伤半径，

这是核爆。在这里讨论深水炸弹，只是为了从一个侧面说明我们设想的合理性。问题推进到

这里，让我想起唐山大地震时出现的一个现象：当时在煤矿井下工作的矿工并未觉得有多大

震动，出来之后看见地面建筑完全毁灭，这也许是与上面分析的波的能量传播扩散方式有关

吧。当时称此为一个“谜”。好嘛！思考核聚变问题，随有手解一个“谜”也不错。总体能

量计算：从有关手册中得到：a. 水的比热——4.2×103（焦／千克•℃）b. 千吨ＴＮ

Ｔ总能量——4.12×1012设中子锅炉半径为62.05米，爆点以上水深150米，加上部空间的

高压气体压力，爆点压强为200个大气压。前述“四种效能”中正常核爆炸只会有上节中的

效能a、b假定对一种效能进行计算时所有的能量全部以该效能表达。在这个环境下爆炸一

颗1000吨ＴＮＴ的中子弹，计算后我们得到：a. 水中爆炸空球半径为：36.89米，水面升

高17.38米。b. 炉壁承受最大（不可能）动能强度为：8519.69J／平方厘米c. 爆炸对水体

升温为：0.424℃／千吨ＴＮＴd. 平均峰值“膛压”

百万巴为基准计算)e. 水体总体最大上升速度为：

用时：0.84秒。（电脑模拟）g. 火球十次震荡用时

常爆炸计算的上限。 从以上计算和电脑模拟的结果来看，炉子中爆炸间隔可以缩小到20

秒以内，爆炸当量还有非常大的上扩空间，这就需要进一步的数据与进一步深入的研究了。

我们现在并不精确知道动能的那种形式（波还是膨胀压力或是水流）对炉体的破坏性冲击实

际是多少，搞清爆炸在本方案中的各个细节是我们进一步研究的目标，为更进一步具体的对

策性更强的科学方案作好理论准备。其中“膛压”在系统设计时是可以接受的。波压力是由

“质点”原地震荡形成的，波在介质中的传递运动有扩散、衰减、穿透、反射等作用，它的

破坏机理和防范方案是我们应该彻底搞清的问题，这需要大量的实验、精确的一手数据和正

确科学的计算。从资料上得知：管射武器的动能杀伤效能是以能量单位焦尔（J）而不是以

力单位牛顿来计算的——12.7毫米大口径枪口动能为17000J左右，手枪枪口动能500J，坦

克炮炮口动能10MJ。动能弹药的能量获得阶段是——在枪（炮）管内的加速，其加速距离

为数十毫米（手枪）至数米（火炮）；能量的释放阶段——击中目标，12.7毫米大口径枪弹

是无法击穿坦克装甲的，从这一点看我们的方案也是可行的，12.7直径弹丸横截面积为1.26

平方厘米，弹丸作用于钢板时是瞬时释放能量的刚体碰撞，炉中的能量是以多种形式、不同

时间、并非全部的能量以液态水为载体对炉体起冲击破坏作用，也就是说，弹丸作用于钢板

的单位面积动能功率与假想中子锅炉中单位面积动能功率根本不在一个数量级之上，到底是

多少这要作大量的实验与计算，这里不应作没有把握的计算，我们现在也没有这个条件。弹

丸得到的动能只是全部发射药能量的一部分。大口径炮平均膛压5000大气压。

“核扳机”污染问题毕竟此为工业发电用核爆炸，与军用中子弹目的不同。快中子在爆炸中

的当量比例是可以放大到理想水平的，快中子在水中的能量衰减很快，这正是我们所需的热

水。尽可能提高聚变当量比例，是提高功率、降低成本的有效途径，因为，“核扳机”单位

功率的成本比聚变材料要高得多，“核扳机”要有精细的加工，聚变燃料只要装填。本方案

的附带好处是，可以不断改进“核扳机”的设计（包括军用和民用），降低核裂变的当量和

核污染，直到接近完全无污染。如此高频率的点火，也为使用更重、半衰期更短的元素的不

稳定同位素作为“核扳机”提供了可能，巨大的电力和大规模核工业为生产合成这类人造元

素提供了可能的条件，这是实现极小当量“核扳机”的一个可能方向，因为发电用“核扳机”

不需要战略值班核武器那么长的贮备时间，它有助于我们实现污染最小化目标。选择“核扳

机”材料，应选反应后放射半衰期短的元素，这样在中子锅炉炉体中经过一个不太长的时间

就会达到核辐射平衡的状态，它对炉体外的自然生态环境的放射性污染就可以认为是忽略不

记的。这可以认为是民用聚变与军用聚变之间的区别——民用聚变点火扳机要求低污染、低

当量、残留辐射时间短，可以容忍贮备时间较短的缺陷；军用聚变扳机的要求是，贮备时间

长，对污染要求相对低一些。当然，这一切点火假设都必须经过正规的核物理学家的设计、

计算与试验才能成为现实，这里只是一个点火材料的“猜想”。所谓“核污染”在现在的裂

变电站中主要是那些用过之后没有发电价值“稀释”材料中的残留“低”核能量及没法和平

利用的“钚”元素，装料时必须清除而进入人类生活环境圈。本方案的爆炸中低能量材料的

总量接近于０，“核污染”主要来自总量本来就不多的“核扳机”材料，留在炉子中自然衰

变还可以“发挥余热”。目前的核电站中，“钚”元素是无法正常用于发电的“废料”，它除

了做爆炸燃料以外没有和平用途（“凤凰堆”、“文殊堆”现在看来还有很多问题，主要是稳

定性和可控性）。如果我们的设想方案成立，就会组成一个有机的国家核电系统——裂变电

站生产聚变电站的点火扳机，聚变电站消耗裂变电站的“污染废料”，核“垃圾”发电。这

样，如果假定裂变电站占全国发电总量的5%，目前技术无法利用的“钚”元素，用于我们

方案所提的聚变电站“扳机”增值能量应该也有>5%，引发的聚变能量就要占60%至70%，

其余（水力、风力少量的火力等）占20%至30%。这可是一个十分理想的能源结构体系。“核

扳机”的存在，也为这个中子锅炉提出了一个必然问题的必然解：与裂变链式反应一样，中

子锅炉存在一个所谓“临界体积”——能容纳最小裂变爆炸（据资料称为10吨TNT级，也

就是100吨以内）的容器的最小体积，以本文的假设方法大约半径29米以内，我们叫它物

理“临界体积”。自然界为我们准备好了一切建造跨过聚变发电门槛的材料，就看我们怎么

样拿来用了。 矿物存储量推测： 一般认为聚变材料是无穷无尽的。所以只对‘核

扳机’材料的储量进行推测计算，就算是完成了本方案矿物储量的推测计算。当然，还有‘锂’、

‘铍’等核工业资源储量要考虑。 以目前通常的观点，裂变核材料可以供人类发电使用

几百年到几千年，那是以自然界中铀-235的储量计算的，以200年计。铀-238是‘贫铀’，

但它的储量是铀-235的50至90倍，以50倍计。常识知道铀-238在中子轰击下会变成‘钚

-239’，这是通常小当量点火的核扳机材料，如果以引发10倍的聚变能量计算，本方案的炉

体中有大量的快中子，它本身就可以完成‘钚-239’的生产。这样‘200×50×10’计算至

少可以为人类提供10万年的电力，扣除各种因素，如能量使用递增等，这个方案为人类提

供1万年能源是一点问题也没有。至于1万年以后人类用什么——三皇五帝用不着为我们今

天烧什么柴操那个心了！

经济性问题： 矿物储量问题解决了，那么经济性也就不是什么问题了。因为工业化生

产有这个需求，就有必要建立大规模的常年生产的模式。这样，点燃一次千吨级聚变，当然

也就不会是要用爆炸一颗军用炸弹那么大的代价了。这并不难以理解，炸弹是军用装备，国

家为了有足够的国家安全保障能力，必须建立一定规模的生产工厂，养一大批科学家和专业

工人，但战争又不是天天打，实际上人类只打了两发核炸弹，所以，大代价建立的工业系统

只能是以最小的生产能力开工甚至于停工养线，炸弹的生产成本自然就只可能是很高很高的

了。这也从一个侧面解释了现代工业强国为什么总是要在这个世界上发动一场又一场的战

争，今天那样的战争商业活动的成份更多了一些。这里谈的是能源燃料成本问题，超大规模

工业化生产的产品成本，自然会向原材料资源成本接近。资料显示，同比能量的聚变成本只

是裂变能量成本的1/20。由于只有波动能一种能量有可能传出容器，在各种转化手段作用之

下，总体上不会有太多的外传波动能比率，因此，锅炉的热升温效率应该是很高的（也许大

于98％）,发电效率与裂变电站在一个水平上。 再说一说工程建设成本问题。工程投入以

目前裂变核电站的投入水平看：五十至一百亿人民币/一百万千瓦（5-10元/瓦），我设想的

这一系统在十分宽松的情况下可安排五百套一百万千瓦机组（目前全国总装机容量）满负荷

工作，锅炉体建设总投入2000亿至5000亿元人民币左右应是可以完成和可以想象的，具体

多少机组才会与裂变电站单价持平，要在实际的设计中进行计算，我们叫这个装机数量为经

济“临界规模”。这也只不过是三峡工程的投入水平，没三峡那么大的移民和环境问题，据

说三峡工程资金的最大头就是移民资金。国际热核项目的‘托卡马克’试验仅仅是一个原理

验证试验就计划投入100亿欧元、三十年时间，而我们的方案就是一个完整的几乎是以目前

全国一半装机容量为起点的大工程，随后还可以成倍扩充。如此规模的发电机组投入，其单

机投入成本相应也会要低很多，总体大约会在1-3元/瓦以内的水平上。这样整个能量系统

的发电装机要在30-70套1000MW机组水平才能与裂变电站的单位成本持平。装机越多单

位成本越低，也可以考虑开发更大的机组（比如一千万千瓦，前提是有需求和技术基础）。

我国如果想达到美国的人均装机容量水平恐怕只有这个方案比较可能实现了！如果是我自己

来看这个问题，我甚至认为这是我国在人均装机容量上接近美国的唯一方案，无论是在技术

还是在工业规模上都是如此。总装机容量可是要达到美国的五倍！如果把那时无论如何也达

不到的美国石油人均水平折算为电能还要大一些。工程地域面积不大而且集中，全系统占地

面积不过三五十平方公里；工程地质条件选择最优地区；主体为揭开式开挖工程。这些都有

利于控制工程成本。地面除必要的发配电建筑外，可搞人工生态林，建立永久环保‘无人区’。

以我国的版图看，第一个这种系统建立在华中地区比较有利，这样就根本解决了最发达地区

——华中、华东、华南和华北地区的电力布局问题，也为西部地区的发展提供了决定性的能

源支撑，只有东北电网不在其理想辐射半径之内。从全球能量供应布局来看，二十个电厂就

足够满足未来几百年的能源需求水平——欧亚大陆十座，印度次大陆两座，北美两座，非洲

两座，南美两座。岛屿国家没有使用这个系统的空间，大不了放一组海底电览过去。这个系

统是不是太大了？我以为不！上世纪五十年代在考察三峡工程时，对它的发电量也有过太大

的顾虑，它比当时全国用电量还要大好几倍！今天三峡工程完成了，除三峡以外国家在电力

系统上还有上百倍的发展，电力供应仍是一个问题。想要达到美国的人均装机容量水平（姑

且认定这就是现代化的标准），如果还是走扩大煤电的老路，我国就必须要达到每年１００

亿吨级的烧煤水平，平均下来就是一天烧二三千万吨的煤，太可怕了！资源储备无法容忍，

环境无法承受，我们也死不起那么多的矿工！烧油更是不靠谱；裂变核电站杯水车薪，也维

持不了几十年；水利发电也有个极限；太阳能、风能、潮汐能因能量密度太小，集能设备单

位投入过大，还受地域、季节、时间限制，这些不可能根本解决如此巨大的能源缺口。谁叫

我国的人口那么多呢？据说十六亿是我国人口的上极限拐点。人类工程能力我们也已经论

证，剩下的就是投资能力和投资决心了。当年美国搞“阿波罗”、“曼哈顿”工程可是倾全国

之力而为之，“曼哈顿”有巨大的战略价值；“阿波罗”可是个在经济上没什么油水的项目，

当时只是个国家、民族的‘面子工程’。就说今天的‘国际热核’项目，那可是一个没什么

把握，就算技术上成功，经济上也是不划算的东西（有资料），可还是下决心投一百亿欧元

花三十年时间来做原理验证，这可是人类历史上最大的也是最没把握的试验了。据估计，我

国未来十五年要在电力上投入十五六万亿人民币，假设全部用于发电计算下来也就是今天全

国发电总装机的三倍左右，就是这样我国人均还达不到两千瓦。我们的这个工程设想如果成

立，其投入应该会节约三分之一以上的投资。列宁说‘共产主义就是苏维埃政权加全国电气

化’，可见电力是建设文明社会的第一物质基础。简单‘筒’结构计算从最接近问题的技术

资料——《爆炸与冲击》1997年7月，《多层复合壁构筑物水压爆破药量计算及应用》作者：

张宪堂、陈士海。用文中介绍的应力计算方法，对我们的中子锅炉钢胆壁受压力及应力进行

推导、计算得到如下结果：公式： P=5880×W1/3×(W1/3/R)0.89×c/(R×(1-u2)1/2)

（1）其中：P为压强，单位Pa。5880为水的爆炸介质参数。W为爆炸物的爆热TNT当量，

单位Kg。R为容器半径，单位m。c为容器材料的声速，单位m/s。u为容器材料的泊松比。

在以上公式中，我们看到了影响爆炸水激波压强的各大因素并作出相应对策：a. 爆炸当量

——引用已知的最小聚变爆炸：1000吨级聚变爆炸b. 容器半径——在最大的人类工程能力

以内，根据综合因素建造c. 容器材料物性——钢材的综合条件比较理想d. 爆炸介质激波生

成物性——汽泡水的综合条件比较理想 在公式中我们没有看到：e. 爆炸介质对波动能

的衰减物性——添加特定物质、充气，加大其能力。 对公式进行“理想化”改造，（把

其中的0.89改为1）得到公式：P=5580×W2/3×c/(R2×(1-u2)1/2)

（2）代入数字电算证明，这个公式与原公式基本一致。从这个公式中我们可以见到前面对

爆炸动能传播效能分析中的第一和第二种效能——爆炸产生的“源能量球”的体积与爆热成

正比；激波的合力与这个“球”的半径的平方（表面积）成正比；在同一材料条件下容器受

力（能）与容器半径成平方反比。这个角度看公式，比较容易理解。工程计算：在地面大气

中建造纯钢“炮管”内无支架结构模式，以Ⅳ级钢材铸造300m深半径62.05m的钢筒，设

1000吨TNT当量核爆热与1000吨TNT常规炸药相当（实际要小得多）。a. 炉体在爆炸冲

击波下受到压力为P=793个大气压b. 炉体下部爆炸区（炮膛）部分壁厚

对冲击波作出约束贡献，2.48m对200个大气压作出约束贡献。上部壳厚2.29m.若从这个结

果出发，也会得出造不出足以约束核爆炸的工程结论——工程及工艺过于复杂、投入过高。

但用我们的方案——地下工程，这个系统的结构力学设计方案可以作如下调整：放弃钢筒

“拉”应力的结构思维，代之以围体“顶”的预应力结构模式，这个问题就迎刃而解了：在

这个没有空隙、200个大气压的环境下，1000t TNT水中爆炸，筒壁受压就算乘以5的系数，

也只不过不足相当于2000个大气压的静荷载水平，这根本算不了什么。炉壁应该设计为对

内有400个大气压的“压”预应力的“钢包裹膨胀水泥”围体。也就是说爆炸冲击波还用不

完炉壁的预应力。大量的“波压力”必定均匀传递到了围岩之中。以上只是对“纯粹”水介

质中未加任何消波、钝化设施地下“中子锅炉”的一个不太精确但极其安全的结构方案设想与结构力学计算。实际要搞清精确的具体数据、找到精确拟合公式，必需经过大量的实验与论证。有限空间内无损伤爆炸问题是本方案设想的核心。 作者：李明 程向东

对污染平衡的概略计算结果：前提：长期稳定地点燃聚变污染平衡概略方程：Day2=Year×2×365×2半衰期一年——37天半衰期十年——120天半衰期一百年——379天半衰期一千年——1200天半衰期一万年——3794天以上只是概略计算，实际应当比这个计算什要小一些。由此看来，选取短寿命元素的目的主要是：a. 降低裂变比例b. 为炉子寿终正寝之后留下一个干净的坟墓。在污染达到平衡之后，我们可以认为，中子锅炉对外部环境是没有污染的——它只有污染物的投入，没有污染物的排泄，且只会维持在一个一定的低污染强度水平之内。这一点与裂变电站根本不同，裂变电站要不断地排出核废料。

面对实际的波动能作一个系统结构设计：大工程是本方案基本形式，但并不是说单纯筒体方案就一定是本方案的最佳结构形式。由于波能量的总和还是非常大。尽管我们设想的介质对波动能有很大的改变，但冲击波波阵面与筒壁的正面碰撞还是一个不可忽视的巨大能量，冲击能量在时间上过于集中地对筒壁产生作用还是我们不愿看到的。只有运用综合手段来面对‘冲击波’这个不好对付的能量，才是相关问题的解决之道。我们设想了如下结构形式：（略）有兴趣可以与地大（武汉）科研处联系

安全问题：假设这个中子锅炉体发生爆炸，其能量释放当量会达到十万吨TNT级的水平（但主要是300℃以上热水和100个大气压，会发生汽化进入大气），尽管如此，安全系数必需要大过两三个数量级。炉体的安全设计也应有最高的水平，而且，国家的战略安全必需有绝对的保证。三峡工程一样也有相应的安全问题。我们的方案系统也很容易实现全封闭的高度自动化。再看看中子锅炉炉体，它是一个大部分或全部埋入地下的超高强度地上部分基本实心的建筑，就算有9.11那样的飞机撞击也不会对它有什么象样的损伤，除了大国核战争有可能对它有点影响之外，在这样的能源系统工业环境下，大国间相互的‘核威慑’只能是个笑话。大国必需有强大的能源工业，核聚变发电是获得国家能源的必由之路。至于将来实现全球布局，应设想建立某种机制，例如建立核大国能源跨国公司，解决能源材料的绝对安全问题，它要比今天的防扩散机制要有效得多才行。。

一点认识：任何爆炸在发出破坏动能时反应大多已经中止了。任何聚变过程只要条件达到，都会是一瞬间完成的——太阳的100亿年对他老人家来说就是一瞬间；从常识推断，“托卡马克”装置是将极微量的聚变材料不断注入高压高温环中，发生聚变得到能量后，不断输出能量保持环中压力平衡，其能量不足以冲出“托卡马克”环的局部高压区域，模仿太阳核心的巨大压力，维持力的平衡。核聚变爆炸又何尝不是模仿太阳呢？只是爆炸不试图模仿爆炸点的力学平衡而已。我们的中子锅炉模仿的是太阳系——太阳在核心发出能量，太阳系的外圈是非常寒冷的；千吨聚变在锅炉中央爆炸点发出能量，达到锅炉壁的能量是可以承受的，把实现力学平衡的条件放大到远离爆点之处。爆炸问题是一个“经典力学” 问题，绝大部分理论基础十分成熟，甚至是工程手册化了的。“托卡马克”其实也是用的常规手段——电磁力是十九世纪已经为人类搞到十分清楚了的“场”力，还是个“常规手段”，其巨大的聚变压强也通过“场”传递至壳体之上，且应该也是与半径成反比（柱状扩散）。与巨型工程相比，‘托卡马克’不可以‘常规想象’的是它大得无法想象的电流强度。‘爆炸’是特殊状态下的燃烧，‘燃烧’又何尝不是特殊状态下的爆炸呢？量子水平上看，无论是常规还是核‘燃烧’都是一个一个原子在进行非线性地能量梯级释放，‘燃烧’是众多不断量子级‘爆炸’的群体外观表现。把‘爆炸’与‘燃烧’两个概念对立起来，就只能得出那个传统的‘定论’。什么是‘受控核聚变’？‘托卡马克’方案可以说是受控核聚变，我提出的方案就不是‘受控核聚变’吗？把‘聚变爆炸’当量控制在一个大小合理的水平；想象一个足够大的容器，设想中的能量绝大部分（几乎全部）被约束在容器里，容器结构没有任何破坏，这样

不是受控那又是什么？这个系统的经济规模装机容量（相对于裂变电站）的能量投入大约是一天数千次千吨级爆炸，加大（装机）功率后可达一天数以万次的爆炸，这样的能量投入还能叫‘一次惊人的爆炸’吗？这样还不是‘缓缓释放的电能’又能是什么？本方案设想的不足之处、技术细节漏洞应该不少。这必须经过大量试验得到一手数据进行实际修正，并且最终找到尽可能精确的解答。我对工程方案之形成的逻辑推定过程应是比较严谨的，初步的力学计算和电脑模拟也是有科学根据的，既是工程设想，用工程计算的手段也算正常。对非线性爆炸过程问题的研究涉及不多，这是一个缺陷，若能正式展开具体模拟研究，这个方面必加强，好在科学界这方面的实际研究成果不少。方案涉及的问题非常大且广，但分解开来，每一个方向的子课题已经被前辈科学家精确解答，因此我们把工程问题作为一个独立问题提出来进行研究。

爆炸的能量是可以有控制地加以转化利用的，现实中的爆炸能量转化系统就有：内燃机、火炮发射、火箭发动机等等，这些事实尤其是火炮发射，证明了大能量的爆炸是可以加以利用的。地下核爆炸的现实，证明核爆炸并不是破坏力没有边际的巨大能量，它有实实在在的能量计量单位，深层小当量地下核爆炸的破坏半径是十分有限的，大气层核爆炸的那个大半径火球是在仅一个大气压条件下的最终产物，采用一定的手段在人造大空间工程内实现无损伤核爆炸是没什么问题的。有关核爆能量这一点，公开的资料可以说明一些问题——广岛在爆心处现在还矗立着当年爆炸后留下的废墟（并非‘夷为平地’），它的屋顶钢结构还完好无损，大面积的倒塌房屋主要还是当年日本常见的木头建筑；我国第一核试的钢塔也只是顶尖部分被汽化，其余大部分还是因高温软化躺在原地。

本文提出并在理论计算上验证爆炸动能可用工程约束，进而推定核聚变能量是可以用大工程手段被约束并加以利用发电的。从理论上否定“核聚变只能引发氢弹爆炸，却不适用于核聚变发电，因为电厂不需要一次惊人的爆炸力，而需要缓缓释放的电能。”这个教科书上的著名定论，证明现代低当量核爆炸的动能破坏力与现代人类爆炸约束工程能力之间有巨大的交集空间，若仅能证明只有一个交点或交集很小，这样的设想从工程角度来讲也是不成立的。与通常的基础理论研究论文不同，本设想不试图发现新的物理学基本原理，它的目的是对我们所提出的物理工程概念进行论证。

化石能源正一点点枯竭，人类在一天天进步，聚变发电必定成为电力的主要来源。石油、煤炭是重要的、不可再生的化工原料，有了这样的大型核发电系统后，还用它们作为燃料简直是太奢侈了！

这世界是好的，上帝说：“要有光”，就有了光。事就这样成了！

庄子曰：“无极之外，复无极也。„„此大小之辩也”。聚变核爆炸能量的确是非常之大，当我们站在更“大”的立场上看待它时，它就不那么大了。连续间隔的爆炸在极长的太阳寿命面前就是连续的燃烧。对万事万物只要用辩证的眼光去观察，就有可能找到看似简单实为精妙的解决方案。不用条条框框约束人的思维，人就可能找到一些问题的正确答案，这是我对老子“绝圣弃知”思想的理解，绝对不是没有科学根据空中楼阁式的胡思乱想！没有系统的科学知识，想入非非是不可能找到科学难题的正确答案的。我这里没有否定任何科学定理¬¬——定理在进行正常计算时是必须遵循的真理，只是对某个不一定精确的“定论”进行了一个改变发生环境的理性地分析否定，离经不叛道。写了这么多，其实只是说明一个很简单的想法：用一万份重量钢铁；数十万份重量混凝土；造数万倍TNT同重水体积的地下空间；空间中一千倍体积为无支撑球体空间。这种条件实现对一份TNT当量爆炸的约束理应是没什么问题的，而且人类也掌握了聚变核爆炸特定效应的控制手段——比如降低冲击波能量比例。就算要投入一亿吨钢铁搞这个工程(这是不可能的上限)，以我国现在的国力也没什么不可以想象的——如果是常规开挖、常规封闭，这将是一个工期二十年左右的土木钢

铁地下工程，不过只占用国家钢产量的3%至5%，而得到的发电装机容量却是使国家现有容量在技术上立即轻易无限制地成倍上翻！且永远根绝所谓能源危机。我国目前的煤炭年开采量——21亿吨，已经超过了国家环境容量没有上升空间了，要提升煤产量只有以牺牲环境为代价，石油消耗水平也接近极限，唯天然气因为作为比煤炭、石油清洁的化石能源还有一些替代上升空间。技术成熟的水电、裂变核电的发展成为我国目前优先发展的方向也就是自然而然地了，受开采、储量的限制它们也会有一个上限。其实，人类在科学及工程领域的任何进步，其出发点都必须牢固建立在明确、清晰、简单的科学基础之上。比如三峡大坝电站，它的理论出发点就是——建造一个建筑，蓄积水的势能，获得水的动能推动水轮——发电。当然具体工程本身有极多极其复杂的科学难题要面对。聚变核能是一个巨大的能源。我的方案与‘托卡马克’，一个是试图建立超出今人想象的（文中已证明）人类可以完成的巨大工程；一个是试图用至今还未验证的‘原理’去建立发电机能源。哪一个更加‘现实’一些呢？相信理性可以作出正确的选择。我的大工程方案看来是用‘蛮力’，可‘托卡马克’就是巧力吗？在一个不大的导体（超导体）里注入数千万安培的电流，这早已远远超出了人类正常的理解范围了。我国的EAST，计划是每天十万元运行电费，换算下来这个系统的平均输入功率为10MW的水平。以今天的物理学为工程技术打下的坚实广泛的基础，要完成一个工程量不算太大的应用工程研究项目，不应该是ITER那样花一百亿欧元三十年时间，还没有十分把握拿下的。要是有十分把握，一百亿欧元就算是经济大国中最穷的中国一家也出得起，它还没三峡工程投入大呢！但谁也不想单独承担这个巨大的风险。巨大能量的集中必然导致巨大压力的产生，如果引发了聚变反应压力会更大，所以我们看到的新闻图片是一个巨大的‘高压锅’！可又有什么样的大功率机械不是用‘蛮力’？老子又曰：‘大巧如拙’。 我们的设想就以我中华民族上古传说来命名吧——《燧人计划》 主要的参考文献：《爆炸与冲击》1997年7月，《多层复合壁构筑物水压爆破药量计算及应用》作者：张宪堂、陈士海。

题外话本文乍一看象是一篇异想天开的所谓科幻文章。但本文所有的计算全都是建立在已有的成熟技术和最基本的物理理论基础之上的，几乎就是一个现实的建筑方案，而不是什么没边没际的胡思乱想。随着科学技术的进步，人类的工程能力在不断的提高，很多幻想的大工程早已经成为现实：潜艇——儒勒 凡尔纳在幻想小说中的神奇机器；飞机——莱特兄弟作第一次飞行前夕，还有‘专家’一口咬定那玩艺儿绝对飞不起来；卫星——牛顿时代就有人设想在一座‘牛顿山’上向水平方向放一炮，炮弹会从后方飞来；万吨级船舶——在钢铁应用于造船之前，这也是不现实的；海底隧道、长江大坝这一类工程，在生产力水平低下的年代，只能是‘幻想’——以农业时代甚至是工业化初期生产力水平的大规模人山人海、热火朝天的会战方式想要完成这样的工程真的是‘异想天开’！如果说我们提出的聚变应用方案是‘科幻’，那么大量并没有实施建设的工程设计方案也都可以说是科幻作品了。当今的人类还在做着一些今天的技术、生产力水平及实际经济需求不可能完成的工程幻想：洲际地铁——在大陆地下建设真空隧道网、以磁浮列车为网内低能耗运载工具，实现洲际高速旅行；大洋阿基米德水中隧道——在大洋中以阿基米德浮力原理建设锚定于洋底，悬浮在一定深度的跨洋隧道工程，与‘洲际地铁’配套组成全球交通网络系统；太空电梯——在赤道上建设太空索道运输系统，为了实现系统与地球自转同步，索道要长达72000公里以实现系统工程重心处于36000公里的同步轨道上。以上工程之所以不现实。洲际地铁、大洋隧道是因为工程规模过大，这比孙中山时代中国要建立三峡大坝还要不现实；同时人类的现实交通方式也没有什么不可以接受的，这比协和飞机与波音747之间的差距要大得多。据报道，英吉利海峡隧道并不赢利，那么它除了实现英伦与欧陆的脐带联系这一古老的政治符号外，没太大经济意义。而太空电梯就更不用说了，物理原理上看似乎没什么问题，但以今天的科技有谁对这72000公里长的一根无任何支点的索道放心？——那可是要以1克/cm3比重的物质达到

抗拉强度数以千吨/cm2的临界抗拉水平！要知道钢铁的抗拉水平不过就是以吨计，想象中的碳纳米管的抗拉水平也不过200-300吨/cm2，可预见的未来是不会出现这种材料的，也许千年以后可能有什么办法。可就是这么个没什么太大可能的工程设想，NASA居然要拨专款研究，还搞了个什么方案竞赛。洲际地铁、大洋隧道也有人在进行专门研究。可见奇思妙想在科学上是多么的重要！ 有关‘太空电梯’，如果材料问题真能解决，我们到是有比今天参赛的作品更有意思的方案。这可以专发一篇‘科幻’论文来讨论。那是一个美好的梦想，但也许永远只是一个梦想！

就说现今全球相关顶尖学者正在围攻‘可控聚变’的‘托卡马克’方案，我以为也是困难重重：第一个难关，‘托卡马克’要在高度的真空、高电磁场力环境中，注入极微量的聚变材料，从而实现稳定的聚变反应，这样问题出来了——在如此高强度的能量场中谁也说不清会产生什么样的电离物质与少而又少的聚变材料混合！这也许是到今天‘托卡马克’的场压力已经达到太阳聚变压力的20倍还是无法实现稳定燃烧的原因之一——压力已经不是问题了，燃料无法保证稳定状态，自然还是无法保证稳定燃烧。换言之就是，人可能造出稳定的太阳内部压强（目前还只是短时间的），但无法模拟出太阳（恒星）上的长期稳定的物质比例。第二个拦路虎，假定可以稳定燃烧了，又如何捕获聚变反应以快中子能量表达为主的能量输出？中子是电中性的，只好让它们在真空的‘托卡马克’环中自由发散，能量收集装置是放在环内还是环外？长时间的高强度的中子照射，又如何保证‘托卡马克’环体材料的稳定？这是第三只拦路虎。就算以上问题全解决了，以目前国际项目计划以100亿欧元投资用三十年时间验证‘托卡马克’方案成功，要实现实际发电的投入是多少？以上只要是稍有科学常识的人细想一下就可以理解的几个问题，至于更多的问题没必要再去想了！可是为了五十年前论定的一个可能性，科学家为此奋斗了五十年，并还决心在这条路上奋斗下去！科学是要有一点牺牲精神的。 但五十年还搞不出东西，也说明它有其必然的内在科学道理。面对这样的没有十分把握的方案，欧洲拉全球投入100亿欧元，计划花三十年时间完成一个‘托卡马克’发电验证系统。花100亿欧元仅仅搞一个验证，说白了就是一支‘试管’！实际的工业投入就不知道要用多少，而工业聚变电能的产出又能是多少？！法国甚至有学者干脆就认为它是政客们的‘政绩工程’——想想也有道理，三十年时间这些决定项目上马的政客们早已结束了自己的政治生命，无论技术研究成还是败，他们都能达到政治目的：成，政绩自然没说的；败，也是对科学的大力推进，至少证明目前此路暂时不通，这么大的物理试验工程，无论成败，它必将对基础物理理论、材料科学、控制技术等无数相关产业起巨大作用，也应算是政绩。可见聚变能对人类的诱惑有多大。投入100亿欧元搞‘托卡马克’实在是当今科学界对聚变能没找到什么其它的办法了。花100亿欧元造一个不算太大的的工程（据说为100MW），居然要计划三十年时间完成，这是不是对人类的工业制造技术能力太没信心了？要不就是方案有问题，所以欧人不是傻瓜，要拉全世界有点钱的人和他们共担风险。实在不明白，物理学发展到今天，人类已经对大到宇宙物理、小到量子物理已经有相当深入的认识，还有什么人类认为‘理论可行’的工程要花１００亿欧元用三十年时间去做一个验证！？可以说“国际热核”的人类最尴尬的项目，有点当年中国‘炼丹’的意思。把‘爆炸’与‘燃烧’对立起来，把‘动能’的破坏性从一般能量的破坏性概念中孤立起来，把‘大’与‘小’绝对化，以这个逻辑推定，‘托卡马克’就只能是受控聚变问题的‘不二法门’了。没有人希望自己的思维是受条条框框束缚的，但人生在世思维永远会受到这样那样的束缚，这也是不以人的意志为转移的。新科学方案的提出往往一开始是不被人们接受，而最后成为解问题‘标准答案’，这也是科学进步的正常过程。我们不过是把‘能量’统一在‘能量’概念下进行思考得出的结论。‘托卡马克’的思维方式，在常规物理中也常见：黑火药堆在一起点燃就会‘爆炸’，搓成引线点燃就是‘燃烧’；但猛炸药就有所不同，工兵清障用的带（绳）状爆炸索，点燃了还是‘爆炸’。如果这个带非常长呢？比如数千米，我们站在远处

看也可以说是‘燃烧’，快些而已。可见，‘燃烧’与‘爆炸’在科学概念上是没有明确界限的。门槛太高，要过这个门槛有两个方法：１、提高过槛的能力，比如搭建个过槛的梯子或建个斜坡或是用个什么越障能力大一些的代步工具，实在不行就是用翻院墙的方法爬也是可以爬过去的。２、把门槛锯掉，那时候自行车就可以畅通阻了，当年宣统皇帝爷就是这么干的。