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行業(yè)新聞

美國核聚變技術(shù)取得突破 創(chuàng)造出“微型太陽”

2017/1/19 10:00:09

據(jù)美國媒體14日報道,盡管只持續(xù)了短暫一瞬,但美國科學(xué)家還是重復(fù)了太陽制造能量的過程,創(chuàng)造出一顆“微型太陽”。這重新燃起了外界的希望,即核聚變或許有一天能成為地球上一種源源不絕的廉價能量來源。

在美國能源部旗下實驗室于去年秋天進行的一項實驗中,研究人員使用全世界最強力的激光裝置朝一個豆粒大小的目標發(fā)射激光,并觸發(fā)了核聚變反應(yīng),在不到一秒鐘的時間內(nèi)釋放出了巨大的能量。

上述研究的結(jié)果于周三(12日)發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。論文第一作者、勞倫斯利弗莫爾國家實驗室(Lawrence Livermore National Laboratory)物理學(xué)家哈瑞肯(Omar Hurricane)說,通過使用這種技術(shù),他們在全世界范圍內(nèi)首次實現(xiàn)了燃料輸出能量大于輸入能量。

這離最終實現(xiàn)所謂的“點火”還差很遠。在“點火”過程中,整體裝置在一個自持進行的鏈式反應(yīng)中產(chǎn)生的能量超過其所消耗的能量,這是核聚變發(fā)電切實可行的前提條件。在此前的實驗中,激光能量大多耗散掉,沒能抵達燃料。

但最新實驗結(jié)果標志著,在經(jīng)歷了數(shù)年的挫折和失敗后,美國在這一項目上終于向前邁出了一步。這也給未來的商用核聚變反應(yīng)堆提供了一個可行的模式。

英國卡勒姆核聚變能源中心(Culham Centre for Fusion Energy)主任考利(Steven Cowley)說,這次實驗表明,只要激光與勞倫斯利弗莫爾國家實驗室所用的激光有類似尺度,就有可能實現(xiàn)“點火”。考利未參與此項研究。

當今的核電廠通過核裂變發(fā)電,這一過程涉及到原子的分裂。而在核聚變中,原子核在超高溫和高壓下相互融合,并釋放能量。

上世紀50年代,在第一顆氫彈引爆時,人們就意識到了核聚變的力量。但一直以來,控制核聚變并將其用于和平用途卻要困難得多(很多科學(xué)家在這里會使用語氣比“困難”強得多的詞),盡管人們還是有不錯的理由進行不斷嘗試。

核聚變是任何已知的產(chǎn)生能量過程中最高效的一種。核聚變?nèi)剂峡梢匀菀椎貜淖匀唤绔@得,而且核聚變也幾乎沒有產(chǎn)生有毒副產(chǎn)品或發(fā)生核熔毀的風(fēng)險。

上述新實驗是在勞倫斯利弗莫爾國家實驗室的國家點火設(shè)施(National Ignition Facility)進行的。該設(shè)施位于加州,是一座10層樓的建筑,占地面積約為三個足球場大小。該設(shè)施建筑成本35億美元,2009年投入使用。自那以來,該設(shè)施的運營成本已經(jīng)達到數(shù)億美元。

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