美國(guó)宣布核聚變重大突破：首次產(chǎn)生凈能量增益，實(shí)現(xiàn)“核聚變點(diǎn)火”！
2022-12-14 12:07:01 EETOP
報(bào)道指出，12 月 5 日，位于美國(guó)加州的勞倫斯·利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(LLNL)首次在使用激光的聚變實(shí)驗(yàn)中短暫地實(shí)現(xiàn)了凈能量增益--在激光向目標(biāo)輸送2.05 兆焦耳的能量后，該實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了3.15 兆焦耳的能量輸出，短暫地實(shí)現(xiàn)了所謂的聚變點(diǎn)火。
這意味著它從聚變中產(chǎn)生的能量多于用于驅(qū)動(dòng)它的激光能量。這是數(shù)十年來(lái)的一項(xiàng)重大科學(xué)突破，將為國(guó)防的進(jìn)步和清潔能源的未來(lái)鋪平道路。
LLNL國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施的目標(biāo)室，在2022年12月5日，192束激光束向一個(gè)微小的燃料球傳遞了超過(guò)200萬(wàn)焦耳的紫外線能量，以產(chǎn)生聚變點(diǎn)火。
“2022 年 12 月 5 日星期一是科學(xué)界歷史性的一天，這要?dú)w功于利弗莫爾實(shí)驗(yàn)室和國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施的不可思議的人。在取得這一突破的過(guò)程中，他們開(kāi)啟了NNSA計(jì)劃的新篇章。“NNSA管理員Jill Hruby說(shuō)。“
“我們對(duì)聚變的理論理解已經(jīng)超過(guò)一個(gè)世紀(jì)了，但從知道到做的過(guò)程可能是漫長(zhǎng)而艱巨的。今天的里程碑表明我們可以用毅力做些什么。“總統(tǒng)的科學(xué)技術(shù)首席顧問(wèn)兼白宮科技政策辦公室主任阿拉蒂·普拉巴卡爾博士說(shuō)。
聚變是兩個(gè)輕原子核結(jié)合形成一個(gè)較重的原子核，釋放大量能量的過(guò)程。在1960年代，LLNL的一組先驅(qū)科學(xué)家假設(shè)激光可用于在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中誘導(dǎo)聚變。在物理學(xué)家John Nuckolls的帶領(lǐng)下，他后來(lái)于1988年至1994年擔(dān)任LLNL主任，這個(gè)革命性的想法成為慣性約束聚變，開(kāi)始了60多年的激光、光學(xué)、診斷、目標(biāo)制造、計(jì)算機(jī)建模和模擬以及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的研發(fā)。
為了追求這一概念，LLNL建造了一系列越來(lái)越強(qiáng)大的激光系統(tǒng)，從而創(chuàng)建了世界上最大，最有能量的激光系統(tǒng)NIF。NIF位于加利福尼亞州利弗莫爾的LLNL，其大小相當(dāng)于一個(gè)體育場(chǎng)，使用強(qiáng)大的激光束來(lái)產(chǎn)生溫度和壓力，就像恒星和巨行星的核心以及爆炸的核武器內(nèi)部一樣。
為了產(chǎn)生聚變點(diǎn)火，國(guó)家點(diǎn)火設(shè)施的激光能量在霍爾raum內(nèi)轉(zhuǎn)換為X射線，然后壓縮燃料艙直到它內(nèi)爆，產(chǎn)生高溫，高壓等離子體。
專(zhuān)家指出，這兩種核聚變反應(yīng)都沒(méi)有像 NIF 那樣實(shí)現(xiàn)能量增益，但是它們?cè)趯?shí)驗(yàn)中也都沒(méi)有優(yōu)先考慮實(shí)現(xiàn)能量增益。
可以看出與現(xiàn)在國(guó)際上主打的托卡馬克磁約束技術(shù)不同，美國(guó)的NIF 采用了一種被稱(chēng)為“慣性約束”的不同技術(shù)。它使用 192 束激光燃燒一個(gè)微型燃料膠囊 (fuel capsule)。激光將燃料加熱到超過(guò) 300 萬(wàn)攝氏度，導(dǎo)致目標(biāo)膠囊的表面燃著并產(chǎn)生爆炸，造成了 NIF 描述的“類(lèi)似火箭”的內(nèi)爆。這會(huì)壓縮并進(jìn)一步加熱燃料，直到氘和氚中的氫原子融合，釋放出氦和能量。
EETOP 官方微信
創(chuàng)芯大講堂 在線教育
半導(dǎo)體創(chuàng)芯網(wǎng) 快訊
相關(guān)文章
