《蝙蝠俠3》漏洞：聚變堆能改造成核彈嗎？

NO1.劇情回顧：清潔能源變身核武器

在電影中，韋恩企業為了未來能源制造了一個聚變反應堆，這是一種清潔能源，但主角布魯斯·韋恩由于擔心它被壞人改造成核武器而遲遲不肯將其投入使用。當然，不用說你也知道，這沒用。壞人還是理所當然地搶走了這個聚變堆，并且威脅科學家把它改造成了一個核彈，以此為武器企圖毀滅整個 Gotham 市。

編劇也許是受了《天使與魔鬼》的啟發寫出了這樣一個情節。《天使與魔鬼》中的炸彈是反物質炸彈，反物質只要一與普通物質接觸就一定會釋放能量。一旦有恐怖分子故意破壞實驗裝置，獲取大量反物質并把它們約束在一個便攜的容器里，這的確將變成一個恐怖的武器，并且基本沒有辦法銷毀。

但是，聚變則完全是另一回事，類似的事情是絕對不可能在聚變堆中發生的！即使在未來也同樣如此！

NO2.什么是受控核聚變？

為了解釋清楚為什么可以有上面那個結論，不妨先來了解一下什么是受控核聚變。因為聚變的材料是氘氚的離子，都帶有正電荷，因此想要發生聚變，必須先克服電磁勢。為了克服電磁勢，氘氚離子就必須帶有很高的能量，而且密度要足夠大。聚變這個專業里有一個術語叫勞森判據，是指如果想要輸出能量大于輸入能量，就必須滿足溫度、密度、能量約束時間這三者的乘積大于一個固定值。為了達到勞森判據，好的能量約束方式是必不可少的，顯然用爐子瓶子這種方式是不可能約束住溫度大概在1億攝氏度左右的等離子體的。以下是幾種主要約束方式：

1.磁約束。在高中我們就學過，電子、離子在磁場下會打轉，而不會自由地逃離磁力線，因此磁場是約束高溫等離子體的一個很好的方式。目前有很多種磁約束的裝置，比如托卡馬克、球形環、紡星器等。

2.慣性約束。慣性約束的核心思想就是利用這些離子的慣性，在他們還來不及散開的時候把溫度密度提升到一個可以聚變的水平上。氫彈其實就是慣性約束的一種，但是它不算是受控聚變。這是因為它為了實現約束，是靠原子彈在外邊引爆然后向內擠壓的。慣性約束聚變裝置一直在努力尋求的，正是取代原子彈，用其他更溫和的方式向內擠壓。目前主流的方案是靠高功率的激光。

3.引力約束。這個是太陽以及所有恒星的約束方式，地球上就別想了。

4.其他約束。有很多奇怪的人提出過一些奇怪的聚變約束方式，只不過它們都沒有取得過什么實質性的進展。

NO3.受控聚變裝置改成核彈？不可能

看了上邊的介紹，想必你至少留下了這么個印象：聚變想要發生是十分不容易的事情。這正是受控核聚變不能被做成核彈的原因的基礎。

首先，任何受控核聚變裝置（電影里的受控核聚變裝置就是那個會爆炸的球狀物）都是非常大的，不可能像電影里描述的那樣被卡車裝著到處走。聚變難以點燃的本性就決定著，必須依靠很大的輔助設備去提供能量輸入。磁約束的性能是與裝置的大小成很直接的正相關的，現在的托卡馬克裝置一直就是越做越大。慣性約束聚變想要點燃，必須依靠周圍幾十或者上百個球對稱布置的高功率激光。

對于磁約束，燃料的量太少則根本不足以炸掉一個城市。目前的托卡馬克裝置（利用磁約束來實現受控核聚變的環性容器）中的等離子體密度只有空氣的 1/1000 左右，可想而知那么小的體積里面只有多點兒燃料了。想要增加燃料的密度以獲得更高的能量輸出是不可能的。

而對于慣性約束，能量輸入的環節是很成問題的。慣性約束對輸入能量的功率是有很高要求的，要想獲得炸掉一個城市的聚變能量，輸入進去的激光能量也得差不多夠炸掉 1/10 的城市。而在那么小的移動裝置里面，怎么可能有那么高能量密度的非核能的儲能裝置呢？

不過考慮到我們在談論的東西其實屬于科幻，這些都是可以容忍的。最最關鍵的問題是：鑒于聚變是如此的難以發生，對于任何時代任何形式的受控聚變裝置，我們都可以非常容易地炸毀聚變裝置而不觸發聚變！也就是說，即使將來某一天真有天才恐怖分子把受控核聚變裝置改造成了核彈，企圖炸毀城市，我們所需要做的唯一一件事就是——用武器把那個核彈炸壞。完全不需要擔心那會觸發聚變！

寫到這里，話基本也就說完了。最后想告訴布魯斯·韋恩的就是，受控核聚變其實是個非常非常安全的未來清潔能源，比現有的核電站（裂變堆）不知道好到哪里去了。