国家点火装置在聚变能源方面取得了重大进展

在一项重大突破中,加州一家实验室的实验从其燃料中获得了比输入到燃料中的更多的能量。我们离点火又近了一步,点火是指反应变得能够自我维持。

加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室国家点火装置(NIF)的研究人员在实现可自我维持的核聚变方面取得了重大突破。

NIF拥有世界上能量最高的激光器——由192束激光组成,全部对准一个小小的氢同位素氘和氚的颗粒。激光的压力旨在压缩燃料颗粒(位于一个称为霍尔劳姆的硬币大小的圆柱体内),直到氘和氚融合在一起,释放出巨大的能量。这个过程旨在复制恒星的内部,模仿太阳在地​​球上持久、自给自足的能量创造,以提供海量、廉价的能源供应。

几十年来,科学家们一直在实验室中致力于创造聚变能,但创造一个输出能量大于输入能量的系统迄今为止仍被证明是不可能的。现在,据报道NIF进行了一项实验,其中霍尔劳姆中聚变反应释放的能量大于输入到颗粒中的能量。这一成就首次由BBC报道,一位了解该实验的消息人士已向《大众科学》确认了这些结果。*

NIF

这距离点火(反应释放的能量等于进入整个系统的能量)仍有一步之遥,因为系统并非完全高效,并且一部分输入的激光能量未能到达颗粒。但这仍然是一个重大的突破,这是科学家们首次在实验室的聚变能反应中能够实现这种(微小)效率水平。

当NIF于2009年开始运营时,实验室曾承诺在2012年9月之前实现点火,这是一个它显然已经错过的最后期限。由于研究人员无法预测何时能够实现点火,甚至不知道自己哪里出了问题,NIF的政府资助一直处于危险之中。2014财年对NIF拟议的预算削减将使实验室的资金减少6000万美元。参议员黛安·范斯坦(Dianne Feinstein)在参议院拨款委员会任职,她在五月份表示:“目前不可能预测是否能实现点火。现在是重新评估该计划目标的长远机会。换句话说,政府不想将数十亿美元投入一个高能的白日梦。”

但似乎NIF至少堵住了一些导致能量从系统中流失的漏洞。我们还不知道他们究竟是如何实现这一壮举的,尽管今年夏天在线发布的《等离子体物理学》中的一篇评论详细介绍了NIF性能问题的一些潜在原因。惯性约束聚变和高能量密度(HED)科学的副项目主管、该研究的主要作者约翰·爱德华兹(John Edwards)在新闻声明中解释说:“NIF已经满足了许多被认为实现点火所必需的要求——霍尔劳姆中的X射线强度足够,能量准确地传递到目标,以及所需的压缩水平——但至少还有一个主要障碍需要克服,那就是胶囊过早破裂。”

BBC

_*本文已更新,以澄清其来源。 _

 

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