作者:倪思洁 来源:中国科学报 发布时间:2022/12/14 8:46:45
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美国国家点火装置实现核聚变净能量增益

 

北京时间12月13日23时,美国能源部(DOE)和能源部国家核安全管理局(NNSA)宣布,劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)的美国国家点火装置(NIF)团队首次在可控核聚变实验中实现核聚变反应的净能量增益,即通过核聚变产生的能量比激发聚变所使用的能量更多,这项突破将为美国国防进步和清洁能源的未来铺平道路。

12月5日,美国国家点火装置团队用192束激光束,向一个微型燃料颗粒输送了205万焦耳的激光能量,点燃核聚变燃料,最终产生了315万焦耳的聚变能量输出,实现净能量增益,首次证实了惯性核聚变能(IFE)的基本科学原理和可行性。

美国能源部表示,要获得简单、充足的惯性核聚变能,并将能源输送给家庭和企业,仍需要许多先进的科学与技术。美国能源部目前正在重启一项广泛协同的惯性核聚变能计划。在私企投资下,推动核聚变商业化快速发展将具备很大的动力。

核聚变能具有燃料来自海水、效率是化石能源的千万倍,没有长期的核废料、没有碳排放等特点,被视为未来社会的“终极能源”。目前为止,人类对受控核聚变的研究主要分为两类——磁约束核聚变、惯性约束核聚变。

磁约束核聚变,是通过托卡马克装置产生强大的磁场,把等离子体约束在尽可能小的范围内并将其持续加热并维持在数千万甚至上亿度的高温,以达到核聚变对温度的要求。国际热核聚变实验堆计划(ITER)和位于我国合肥的“东方超环”(EAST)针对的就是磁约束核聚变。

惯性约束核聚变实验,则是将聚变材料制成小靶丸,然后从四面八方均匀射入高能激光束以持续压缩并最终引爆靶丸,形成微型“氢弹”爆炸,产生热能。为了验证惯性约束核聚变实验,2009年美国国家点火装置建成。

国家点火装置靶室 图片来源:LLNL

 

 
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