一年前，美國國家點火裝置（NIF）產(chǎn)生了一種聚變反應(yīng)，其釋放的能量超過消耗的能量，這種現(xiàn)象被稱為點火。今年，NIF通過一次又一次的重復創(chuàng)造了世界紀錄，證明這一壯舉并非偶然。
NIF的192束激光進入靶室，聚焦在含有氫同位素的膠囊上。圖片來源：Damien Jemison/NIF/LLNL
據(jù)《自然》報道，截至目前，NIF已成功點火4次。最新一次實驗再次刷新紀錄——輸入能量首次達到2.2兆焦，3.4兆焦耳的輸出能量也位列歷次點火實驗第二。在這一成功的基礎(chǔ)上，美國政府正在建立3個研究中心，以進一步助推聚變領(lǐng)域的研究。
這座體育場大小的激光設(shè)施位于勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室（LLNL）。NIF在過去的6次嘗試中，有4次明確實現(xiàn)了點火的目標，產(chǎn)生了比太陽內(nèi)部更大的壓力和溫度。
“我感覺很好。”LLNL實驗室慣性約束聚變科學項目負責人Richard Town說。
更高的聚變產(chǎn)率已經(jīng)被用于推進核武器研究，也激發(fā)了人們將聚變作為無限清潔能源的熱情。美國前國務(wù)卿約翰·克里近日在阿聯(lián)酋迪拜舉行的第28屆聯(lián)合國氣候變化大會上呼吁，要建立新的國際伙伴關(guān)系，以推進聚變能源。負責監(jiān)督NIF的美國能源部隨后宣布由LLNL、美國羅切斯特大學和科羅拉多州立大學領(lǐng)導新研究中心。
NIF的工作原理是向一個氫同位素氘和氚的冷凍顆粒發(fā)射192束激光，這個冷凍顆粒被安置在一個懸掛在金色圓柱體內(nèi)的鉆石膠囊中。由此產(chǎn)生的內(nèi)爆導致同位素融合，繼而產(chǎn)生氦和大量能量。2022年12月5日，這些聚變反應(yīng)第一次使產(chǎn)生的能量比輸送的能量多出約54%。
2023年7月30日，該設(shè)施又創(chuàng)下新紀錄，當時其光束向目標輸送了同樣多的能量——2.05兆焦耳，但這一次，內(nèi)爆產(chǎn)生了3.88兆焦耳的聚變能量，比輸入能量增加了89%。該實驗室的科學家在10月的兩次進一步嘗試中實現(xiàn)了點火。
然而，向電網(wǎng)提供聚變能還有很長的路要走。盡管NIF目前擁有世界上最大的激光器，但它并不適合完成這項任務(wù)。該設(shè)施的激光系統(tǒng)效率極低，一次點火嘗試中99%以上的能量在到達目標之前就已經(jīng)損失殆盡。
開發(fā)更高效的激光系統(tǒng)是美國能源部新的慣性聚變能研究計劃的目標之一。本月，該機構(gòu)宣布在4年時間內(nèi)投入4200萬美元建立3個新研究中心，每個中心都由國家實驗室、大學研究人員和行業(yè)合作伙伴共同參與，從而進一步推進這方面和其他方面的進展。
本文鏈接：4次點火，美國核聚變實驗室進入新時代http://m.lensthegame.com/show-11-1747-0.html
聲明：本網(wǎng)頁內(nèi)容由互聯(lián)網(wǎng)博主自發(fā)貢獻，不代表本站觀點，本站不承擔任何法律責任。天上不會到餡餅，請大家謹防詐騙！若有侵權(quán)等問題請及時與本網(wǎng)聯(lián)系，我們將在第一時間刪除處理。
上一篇： 基于算法的會診可顯著降低兒科抗生素處方率