美国国家点火装置的高功率激光实验向“核聚变点火”迈出了一大步

据外媒报道,核聚变领域最近取得了一些令人兴奋的进展:科学家们展示了如何将燃料加热到发生必要反应所需的温度。所有的人都在努力实现该技术的一个版本,即通过这些反应产生的能量足以使该序列持续下去,这就是所谓的核聚变“点火”,它可以实现核聚变的无限、清洁能源的承诺。用超高功率激光器进行的实验的”非凡结果”刚刚使科学家离这个目标更近了一步。

美国国家点火装置的高功率激光实验向“核聚变点火”迈出了一大步

在加州劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的美国国家点火装置的一个10层楼的建筑内,有一个192个激光器组成的阵列,它们可以联合起来向中心的一个小室提供1.3兆焦耳的紫外线激光器能量。这些脉冲发生在十亿分之一秒内,但集中在BB弹大小的东西上,它们可以创造巨大的温度和压力,可能只是启动一场能源革命。

像所有的核聚变实验一样,这个想法是为了重现在太阳中不断发生的反应,在那里,极端的温度和压力相结合,迫使独立的原子融合成氦,从而释放出大量的能量。美国国家点火装置的科学家追求的方法被称为惯性约束核聚变,自从2009年上线以来,我们已经看到其科学家采取了一些重要步骤。

这从2010年用一兆焦耳的激光器击中目标并展示对散射光束的控制开始,然后在2012年提供了一个创纪录的500TW的激光射击。一个重大突破出现在2014年,当时NIF团队展示了一个一次性的”燃料增益”,即激光被聚焦到一个充满氘和氚的微小塑料胶囊上,产生了一个反应,放出的能量比投入的能量多。

这是追求“点火”的一个重要里程碑,核聚变反应将产生足够热的等离子体,以触发失控效应,在这种效应中,反应在一个自我维持的循环中反复发生。科学家们现在声称取得了巨大的飞跃,在8月初进行的实验取得了超过1.3兆焦耳的产量。这项工作尚未经过同行评审,这一过程将帮助他们解决这一巨大成功背后的技术原因,但初步分析表明,他们最近一轮的实验有了八倍的改进,而且使他们更接近核聚变“点火”的目标。

在这一阶段,该团队指出容纳燃料舱的外壳的设计改进、激光的更好精度和推动与反应相关的能量的调整,是取得成果的原因。下一个实验的计划已经在进行中,预计将在未来几个月进行。

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