世界最大激光器推動(dòng)能源步入新階段
核物理學(xué)的一項(xiàng)新進(jìn)展使核聚變能源正在“升溫”。美國國家點(diǎn)火裝置的科學(xué)家現(xiàn)已通過實(shí)驗(yàn)證明,核聚變反應(yīng)釋出的能量比燃料(用于引發(fā)核聚變反應(yīng))吸收的能量多。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著核聚變能源將步入新時(shí)代,研究的下一個(gè)目標(biāo)將會(huì)是實(shí)現(xiàn)“總增益”,即系統(tǒng)產(chǎn)生的能量必須超過進(jìn)入系統(tǒng)的能量。
慣性約束核聚變是一種產(chǎn)生核聚變能量的方法,其操作原理是把燃料芯塊的溫度提高,從而引發(fā)內(nèi)爆和燃料壓縮。實(shí)現(xiàn)受控核聚變的條件比較苛刻,輸出能量大于輸入能量要求密度和約束時(shí)間的乘積達(dá)到一定要求。 而美國勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室擁有的世界最大激光器——被稱為“人造太陽”的美國國家點(diǎn)火裝置(NIF),主打的賣點(diǎn)在于其計(jì)劃成為“第一個(gè)突破平衡點(diǎn)”的設(shè)施。這個(gè)突破平衡點(diǎn),即指產(chǎn)生的能量大于啟動(dòng)它所需要的能量,也就是所謂的“能量增益”。這是半個(gè)多世紀(jì)以來核聚變工作者夢(mèng)寐以求的目標(biāo)。 此次通過國家點(diǎn)火裝置,勞倫斯·利弗莫爾國家實(shí)驗(yàn)室的奧馬爾·哈瑞肯教授及其科研團(tuán)隊(duì)在慣性約束聚變中成功克服障礙,實(shí)現(xiàn)了“燃料增益”。在實(shí)驗(yàn)中,他們使用192支激光,替一顆燃料芯塊進(jìn)行加熱和壓縮直至核聚變反應(yīng)發(fā)生。研究結(jié)果表明,核聚變反應(yīng)產(chǎn)生的能量,大約是以前紀(jì)錄的10倍。 但研究人員表示,這次觀察到的“燃料增益”,是指核聚變能量高于燃料中能量,而不是用于壓縮燃料芯塊的總能量。 |