

在一项涉及大量激光束和微小氢燃料颗粒的新实验中,物理学家启动了强大且前所未有的核聚变,释放了该实验室有史以来最多的能量,并使科学家离“点火”目标更近了一步,研究人员希望这能开启一个清洁能源技术的新时代。
聚变是恒星能量的主要来源,当两个原子核融合在一起时发生,并在此过程中释放出巨大的能量。在实验室中,物理学家可以通过激光束引导大量的能量来触发聚变,但这需要比获得的能量多得多的能量——几乎无法成为一个可行的能源发电机。对于核科学家来说,最终目标是点火,即聚变产生的能量超过输入到该过程的能量。
位于加利福尼亚州劳伦斯利弗莫尔国家实验室的国家点火装置(NIF)的物理学家将 192 束激光聚焦在一个约胡椒粒大小的重氢(氘和氚)微小燃料颗粒上。他们触发的聚变释放了 135 万焦耳的能量,约为输入能量的 70%。这是该实验室迄今为止最高的产出,比 NIF 今年春季创下的先前的记录高出八倍,比三年前的实验高出 25 倍。
伦敦帝国理工学院的物理学家杰里米·奇滕登在声明中说:“自近 50 年前首次提出点火的概念以来,演示点火一直是一个重大的科学挑战。”
来自该大学的核科学家正在帮助分析 NIF 的数据。他补充说,这类实验不仅将为聚变作为一种大规模能源来源的可能性打开大门,还将使物理学家“能够探测宇宙中最极端状态下的条件,包括大爆炸后几分钟的条件”。
虽然 NIF 的聚变只持续了 100 万亿分之一秒,但研究人员认为,他们的聚变反应可以通过“燃烧等离子体”实现自持,即聚变产生的热量作为更多聚变的燃料。
劳伦斯利弗莫尔国家实验室的物理学家黛比·卡拉汉在接受BBC采访时解释说:“自持燃烧对于获得高产出至关重要。”她补充说,下一步,需要重复这些实验,以便他们能够“了解结果的可重复性以及结果对微小变化的敏感度”。
该实验刚刚在本月早些时候发生,结果尚未在期刊上正式发表。尽管如此,这些发现已经在核物理界引起了相当大的轰动。
利弗莫尔的副项目主任马克·赫尔曼告诉《纽约时报》,通常情况下,利弗莫尔的科学家在描述这些发现的科学论文发表之前不会公开评论结果。但他表示,这些发现“已经像野火一样传播开来”,所以他们认为“现在就发布一些事实会更好”。